Astrofizică, legi simple, fenomene complexe

     Pe de-o parte este vorba de radiațiile de natură electromagnetică ; de la radiațiile X, și gama, la undele radioelectrice emise de aștri prin fenomenele ce îi caracterizează; pe de altă parte, este vorba și de radiațiile cropusculare (protoni, neutroni, electroni, neutrini etc); emise de aștri sau existând în afara acestora, ca rezultat al proceselor evolutive caracteristice Universului. De aceea, astrofizica utilizează o aparatură destinată recepționării acestor radiații; cum însă, cu excepția Soarelui, cantitatea de undă electromagnetică și alte radiații primită de la aștrii este extrem de redusă, receptorii utilizați au dimensiuni cât mai mari posibil; în timp ce utilajul final,montat pe receptori și care este destinat măsurătorilor și analizelor este cât se poate de sensibil. De aici și legătura strânsă dintre astrofizică și tehnică pentru obținerea unor parametri cât mai ridicați și aparaturii utilizate. Cu toată aparatura extrem de sensibilă utilizată, astrofizica se lovește de un impediment: atmosfera terestră. Venind din spațiul cosmic, înainte de a ajunge la sol, radiațiile trebuie să traverseze atmosfera terestră; în multe cazuri, chiar atmosferele aștrilor de origine. Oceanul de gaze din jurul planetei noastre nu este transparent pentru oricare tip de unde electromagnetice, ci numai pentru cele care alcătuiesc spectrul vizibil (lumina) și ceva în afara acestuia, ca și pentru o parte din undele radioelectrice. Celelalte componente ale spectrului electromagnetic sunt fie absorbite, fie difuzate înapoi în spațiu. Este ca și cum privim un peisaj cu o coloratură variată, am utiliza un filtru de exemplu verde; în acest caz, tot ce are culoarea verde se va vedea foarte bine, în timp ce elementele roșii vor apărea negre; radiațiile lor neputând străbate filtrul. Experiment: aprindeți un bec roșu și priviți-l printr-un filtru verde sau albastru închis: becul aproape că nu se va mai vedea. Iată motivul pentru care, în scopul obținerii de informații complete asupra aștrilor, a fost necesară trimiterea de receptori adecvați dincolo de atmosfera terestră, la bordul rachetelor geofizice și cosmice, al sateliților artificiali și al navelor-satelit etc. Vorbind de legitatea astrofizicii, vă voi reaminti una din fizică, având un caracter fundamental în astrofizică: energia radiantă primită de la o sursă depinde de distanța sursei și anume: (E1/E2)**2=(D2/D1). Aceasta înseamnă că un astru care emite aceeași cantitate de energie ca și un altul, ne va apărea de 4 ori mai puternic decât cel de-al doilea, dacă distanța sa este de 3 ori mai mare. De aici rezultă un aspect; este vorba de noțiunea de magnitudine aparentă, respectiv de magnitudine absolută. De asemenea, din considerențele teoretice de fotometrie aplicată în astrofizică, rezultă și relația între magnitudinea aparentă, cea absolută și distanță: M=m+5-5*lg d; unde  M=magnitudinea absolută; m=magnitudinea aparentă; iar d=distanța astrului considerat exprimată în parseci. Relația este valabilă indiferent de tipul de receptor utilizat la măsuri. În sistemele moderne de fotometrie astronomică se utilizează fotometria în diferite radiații: -ultraviolet (U); -albastru (B); -verde(V); etc.

     În acest sistem complex, magnitudinile B coincid practic cu cele fotografice, iar cele V cu cele vizuale. Vorbind de legitatea fundamentală a astrofizicii, fizica aștrilor se bazează pe numeroase legi din domeniul dinamicii gazelor sau din cel al fizicii nucleului atomic. Multe dintre acestea sunt extrem de simple, în pofida faptului că ele dirijează fenomene de o mare complexitate. Știați că: legea gazelor perfecte stă la baza structurii interne a stelelor? Iar legea care exprimă legătura dintre substanță și energia radiantă: E=mc**2; descoperită și formulată de către Albert Einstein (1879-1955) este fundamentală în producerea energiei stelelor. Acesta este unul dintre cele mai complexe procese și definitorii în  însăși evoluția Universului astral, inclusiv în realizarea condițiilor de apariție și dezvoltare a formelor de viață pe Pământ, ca și la depărtări imense față de noi.. Din astfel de legi, cercetarea astrofizică a dedus și altele care îi sunt specifice. De exemplu, între raza și magnitudinea absolută a unei stele există relația: lgR=5900/T-0,20Mc+0,51; unde R este raza stelei, exprimată în raze solare; T=temperatura de suprafață; Mc=magnitudinea absolută vizuală a stelei.

     Exemplul II: relația cu caracter de lege dintre masa și luminozitatea unei stele; exprimată sub forma generală: lgMx= 0,590-0,1194 Mbol; unde, Mx este masa stelei și Mbol este magnitudinea absolută bolometrică, relația capătă în detaliu, pentru diferitele clase fundamentale de stele expresiile: L~M**10/3; Pentru stelele super gigante: L~1,1 M**3*92; pentru stelele de clase spectrale de la O la G4, din seria principală: L=0,4M**2*29; pentru stelele de clase spectrale G7 la M tot din seria principală. Toate aceste relații au fost stabilite pe baza studierii obiective a lumii materiale, a realităților existente în natură fără idei preconcepute generate printr-o gândire abstractă, lipsită de baza faptică. Astronautica a devenit sprijinul astrofizicii, cu o deosebită eficiență. Este vorba despre ceea ce pot face astronomii amatori, mai ales în condițiile în care dotarea lor instrumentală nu este prea importantă. Altfel spus, cum poate amatorul să desfășoare o activitate utilă astronomiei în epoca sondelor spațiale? Răspunsul nu este așa de ușor de dat. Aceasta nu din cauză că astronomul amator nu ar avea ce aduce nou, ci dimpotrivă, lucrând sistematic și în direcțiile care îi sunt accesibile, are o mulțime de posibilități. Stele variabile, comete, stele duble, și multiple, planete,… acestea sunt doar o parte dintre subiectele exprimate sub forma lor cea mai generală pe care le poate aborda. Și iată două direcții fundamentale pe care se poate angaja: 1) fotometria astrală; 2) dinamica, considerată ca fenomen fizic în astronomia stelară, respectiv în fizica unor planete. Din acest punct de vedere, exprimă două exemple. Unul se referă la faptul că, studiind diferite stele variabile, sau căutând exclusiv comete, numeroși aștri de acest tip au fost descoperiți în ultima vreme de către astronomii amatori. Rolf Meier a descoperit trei comete, iar Minoru Honda a descoperit patru. Recordul îl deține australianul William Bradfield, care, utilizând un instrument simplu, dar de mare luminozitate, ca urmării a sistematizării și perseverenței căutărilor sale, a descoperit nu mai puțin de 12 comete în timp de circa 10 ani. Cel de-al doilea exemplu se referă la observațiile sistematice efectuate tot de astronomi amatori, asupra celebrei „Pete Roșii” de pe planeta Jupiter. Utilizând telescoape nu prea mari în jur de 200-300mm diametru, aceștia au reușit să determine sensul și viteza de rotație a maselor de gaze care constituie această formație a atmosferei joviene. Rezultatele obținute au fost confirmate pe deplin de datele furnizate ulterior de sondele spațiale „Voyager” 1 și 2, care au survolat planeta. Fără îndoială, că pentru astfel de lucrări sunt necesare instrumente; mai ales că în fotometrie se aplică extrem de mult fotografia. Dar și noi, am cam trecut de mult de perioada observațiilor efectuate exclusiv pe cale vizuală; în al doilea rând, cei mai mulți amatori, care s-au ilustrat, și-au construit singuri instrumentele de observație. De aceea, va trebui și noi să ne construim o serie de instrumente, destinate observațiilor vizuale și fotografice. Și chiar așa stând lucrurile, se afirmă că și realizare de instrumente se încadrează într-un sens, în astrofizică… Astfel, în condiții actuale obișnuite, există posibilități vaste de a aplica metodele fundamentale ale astrofizicii – observația vizuală în cea fotografică.