Sagittarius (Sagetatorul): constelatie cu densitate mare de stele, ce constituie

Nebuloasa Laguna

extremitatea sudica a zodiacului. Cele mai stralucitoare stele sunt e, s, a, si b, imediat superioare celui de-al patrulea ordin de magnitudine.
b (Arkab) este o stea dubla, cu ambele componente vizibile cu ochiul liber. b1 are o magnitudine de 3,93, iar b2 de  4,29. z (Ascella) in schimb este o stea dubla inchisa cu o perioada de 21 ani, si cu componente greu de separat distantate numai de 0,3 arcsecunde (deci pentru a le observa este necesar un telescop de 38 cm), aproape identice.
In Sagittarius se afla putine variabile spectaculoase. Una din ele este RY Sagitarii, spre sudul constelatiei, o stea de tip R Coronae. In mod normal are o magnitudine de 6, insa luminozitatea sa poate scadea pina la 15.
Exista o multitudine de roiuri globulare si  nebuloase. M20 si M8, apropiate de stelele l si m, sunt cunoscute ca nebuloasele Trifid si Laguna. In apropierea lor se afla M21, un cluster deschis. In sectiunea nordica a constelatiei, M17 iese in evidenta - nebuloasa Omega. M22, un alt roi globular este primul descoperit din clasa sa, descoperit in 1665. M24 insa nu este o nebuloasa, ci doar un nor stelar in Calea Lactee, cu toate ca contine in extremitatea sa nordica roiul deschis NGC 6603.

In Sagittarius se mai afla  o galaxie pitica eliptica (SagDwarfElipticalGalaxy), mai apropiata de noi decit Marele Nor Magellanic (considerat pina in 1994 cea mai apropiata de Calea Lactee). Este caracterizata de o populatie stelara galbena, destul de veche, fiind ea insasi cel mai nou membru al grupei locale. Clusterul globular M54 se afla la aproximativ aceeasi distanta, estimata la 80 000 a.l. Galaxia este supusa unor forte de "tensiune" datorate atractiei gravitationale ecxercitate de galaxiile vecine. Dupa ce SagDEG va fi fragmentata, va lasa in urma M54 si alti trei clusteri mai putin luminosi (Arp 2, Terzan 7si 8). Stelele care au alcatuit-o vor intra in componenta haloului galactic, sau se vor elibera, pentru a fi apoi prinse de haloul extern al Caii Lactee.
Se pare ca SagDEG orbiteaza in jurul galaxiei noastre cu o perioada de mai putin de un miliard de ani, trecind prin apropierea regiunii centrale mai dense de cel putin citeva ori pina in prezent. Totusi, desi a fost supusa unei actiuni gravitationale considerabile, nu a suferit acel fenomen de fragmentare. Explicatia ar putea fi data doar prin prezenta unei cantitati considerabile de materie intunecata care solidarizeaza stelele.

Stele principale:
Stea
Ascensie dreapta
(h, min, sec)
Declinatie
(grd, min, sec)
Magnitudine
aparenta
Tip
spectral
Nume
e
18  24  10
-34  23  05
1.85
B9
Kaus Australis
s
18  55  16
-26  17  48
2.02
B3
Nunki
z
19  02  37
-29  52  49
2.59
A2
Ascella
d
18  20  59
-29  49  42
2.70
K2
Kaus Meridionalis
l
18  27  58
-25  25  18
2.81
K2
Kaus Borealis
p
19  09  46
-21  01  25
2.89
F2
Albaldah
g
18  05  48
-30  25  26
2.99
K0
Alnasr
h
18  17  37
-36  45  42
3.11
M3
 
f
18  45  39
-26  59  27
3.17
B8
 
t
19  05  56
-27  40  13
3.32
K1
 
m
   
3.86
 
Polis
a
   
3,97
 
Rukbat

Variabile:
Stea
Ascensie dreapta
(h, min)
Declinatie
(grd, min)
Amplitudine
(mag)
Tip
Perioada
(zile)
Tip
spectral
X
17  47,6
-27  50
4.2-4.8
Cefeida
7.01
F
W
18  05.0
-29  35
4.3-5.1
Cefeida
7.59
F-G
RS
18  17.6
-34  06
6.0-6.9
Algol
2.41
B-A
Y
18  21.4
-18  52
5.4-6.1
Cefeida
5.77
F
RY
19  16.5
-33  31
6.0-15
R Coronae
--
Gp
RR
19  55.9
-29  11
5.6-14
Mira
335
M

Scorpius: steaua sa principala este Antares, situata in apropierea ecuatorului ceresc, cea mai rosie stea de prima marime, foarte similara ca spectru lui Betelgeuse. Antares se afla la 300 a.l. distanta, este usor variabila, si depaseste de 7500 de ori puterea Soarelui, ceea ce reprezinta jumatate din luminozitatea stelei-lider din Orion. Antares are un companion, care, prin comparatie, straluceste putin verzui. Amindoua sunt inconjurate de un nor masiv de materie.
"Capul" Scorpionului este conturat de b (o stea dubla), n, si w.
Lantul se termina cu "spinul" constituit de doua stele luminoase, l (Schaula, la 275 a.l., cu o luminozitate de 1300 de ori mai mare decit Sol), si n (Lesath, la 1570a.l.--o stea extrem de energetica ce echivaleaza cu 15 000 de Sori, fiind deci in valoare absoluta mult mai luminoasa decit Antares). Ambele sunt stele fierbinti, alb-albastrui. Antares este incadrata de t si s, ambele din cea de-a treia clasa de marime. Mai la sud, m si z pot da impresia unui sistem binar, insa aparentele insala: cea mai palida se afla la 2500 a.l., mult mai departe de "vecina" portocalie, mai luminoasa.
Scorpionul se proiecteaza pe Calea Lactee, motiv pentru care poseda obiecte demne de a fi observate. M6 (supranumit Fluturele, la 1300 a.l.) si M7 (la 800) se numara printre cele mai spectaculoase roiuri deschise de pe bolta. Un alt roi deschis luminos este NGC6124 ce alcatuieste un triunghi cu z si m vizibil fara probleme cu o luneta. M4, la 7500 a.l., este unul dintre cele mai dense roiuri, bogat in stele variabile. Mai putin spectaculosul M80 poate fi observat intre Antares si b; in 1890 a fost scena unui spectacol de exceptie: o nova ce a atins gradul 7 - fenomen care se va putea repeta.

Tot Scorpius adaposteste o nebuloasa cu un nume bizar. Este vorba de Laba-Pisicii, sau Gheara-de Urs (NGC6334, la 5500 a.l. departare) ce straluceste rosiatic datorita cantitatii mari de hidrogen ionizat care se regaseste in compozitia ei. Aici, in ultimele milioane de ani au luat nastere stele de zece ori mai masive decit Soarele.

Aceasta fotografie, in spectrul  infrarosu, prezinta mai clar, in albastru, lumina absorbita de praf. Sursele stralucitoare sunt stele foarte tinere si masive; radiatia emisa de ele poate dezintegra particulele de praf din vecinatate, dind nastere gazului ionizat ilustrat in rosu.

Stele principale:
Stea
Ascensie dreapta
(ore, min., sec.)
Declinatie
(grd., min., sec.)
Magnitudine
Tip spectral
Nume
a
16  29  24
-26  25  55
0.96
M1
Antares
g
17  33  36
-37  06  14
1.63
B2
Shaula
q
17  37  19
-42  59  52
1.87
F0
Sargas
e
16  50  10
-34  17  36
2.29
K2
Wei
d
16  00  20
-22  37  18
2.32
B0
Dschubba
c
17  42  29
-39  01  48
2.41
B2
Girtab
b
16  05  26
-19  48  19
2.64
B0+B2
Graffias
n
17  30  46
-37  17  45
2.69
B3
Lesath
t
16  35  53
-28  12  58
2.82
B0
 
s
16  21  11
-25  35  34
2.85
B1
Alniyat
p
15  58  51
-26  06  50
2.89
B1
 
i
17  47  35
-40  07  37
3.03
F2
 
m
16  51  52
-38  02  51
3.04
B1
 
G
17  49  51
-37  02  36
3.21
K2
 
h
17  12  09
-43  14  21
3.33
F2

Simetrie: Exista trei tipuri de simetrie. Simetria C (charge conjugation) presupune identitatea legilor care guverneaza comportamentul electric al particulelor si al antiparticulelor. Al doilea tip, simetria T (time reversal), se refera la identitatea modurilor de evolutie a doua sisteme care evolueaza in directii diferite ale timpului. Simetria P (parity) intervine spre exemplu in principiul I al mecanicii newtoniene, F=ma: daca se schimba simultan semnul lui F si cel al lui a ecuatia ramine neschimbata. Practic, simetria P se traduce prin identitatea, la nivelul legilor, dintre o situatie si imaginea sa in oglinda.
Se afirma ca este imposibila elaborarea unei teorii cuantice care sa nu se supuna simetriei combinate CPT. Insa aceasta nu implica si valabilitatea simultana a simetriilor C, P si T in parte.
Interactia slaba nu se supune simetriei P, deci, interactia slaba este cea care nu permite imaginii in oglinda a Universului sa se dezvolte identic cu asa-zisul (si relativul) original. Ipoteza s-a demonstrat in felul urmator: aliniindu-se nuclee de atomi radioactivi in cimp magnetic astfel incit rotatia (spinul) lor avea loc in aceeasi directie, s-a stabilit faptul ca electronii emisi in dezintegrarea beta au o directie preferentiala de deplasare. S-a descoperit ulterior ca in cazul interactiei slabe nu este valabila nici simetria C, deci un Univers de antiparticule s-ar comporta diferit de cel in care traim. Se parea totusi ca interactia slaba asculta de simetria CP combinata, pina la descoperirea din 1964 a lui Cronin si Fitch: in dezintegrarea mezonilor K se contrazice chiar si aceasta regula.
Aceiasi Cronin si Fitch au demonstrat ca daca se inlocuiesc doar particulele cu antiparticule, pornindu-se si de la imaginea in oglinda, (deci daca se aplica criteriile simetriilor C si P) nu se ajunge la un comportament similar al Universului. Deci, ceea ce rezulta indirect de aici este ca nici in cazul in care vom inversa directia timpului nu vom avea un Univers simetric.

 

Singularitate: zona a spatio-timpului in care curbura devine suficient de puternica pentru ca legile relativitatii generalizate sa nu se mai poata aplica. Daca totusi se porneste de la relativitatea generalizata, se va ajunge la forte gravitationale infinite si la curburi infinite. Singularitatile intra in sfera de actiune a mecanicii cuantice.
La dimensiuni de ordinul lungimii Planck-Wheeler (1,62X10^-33cm) fluctuatiile vidului devin atit de puternice incit insasi structura spatio-timpului nu mai este stabila. Acest lucru se intimpla in interiorul singularitatilor. Geometria si topologia spatiului nu mai sunt definite, nu sunt fixe, ci se creeaza continuu, sub forma unei "spume cuantice", definita probabilistic. (Fluctuatiile gravitationale ale vidului intr-o regiune de ordinul marimii Planck devin considerabile, intrucit exista o relatie de proportionalitate inversa intre lungime de unda - care devine minima - si energie, sau transferul de energie, care defineste acea fluctuatie).

 

Sonoluminiscenta: fenomen  care consta in emisia luminoasa dintr-o bula situata intr-un cimp de unde sonore cu frecventa inalta. Mecanismul sau de producere nu este inca clar; emisia poate fi cauzata de un jet de lichid care strabate bula la viteze supersonice (de peste 5 ori mai mari), si apoi se loveste de partea opusa, moment in care "fractureaza" lichidul din care bula face parte, si degaja energie sub forma luminoasa. Sonoluminiscenta a fost descoperita in 1934, de doi germani care au scufundat in apa un generator de ultrasunete. Acesta a cauzat aparitia unui nor de bule, generatoare de lumina. Problema ridicata a fost dificultatea studierii acestor bule, care au o durata de viata extrem de scurta. Flash-ul de lumina dureaza in jur de 10^-10 secunde, si producerea sa depinde de natura, puritatea si temperatura lichidului, precum si de gazele dizolvate in el. Prezenta diferitelor cantitati de gaze inerte (xenon argon, sau heliu) favorizeaza momentul "fracturarii", reprezentind impuritati in structura cvasicristalina a apei (rupe lanturile legate prin legaturi de hidrogen).
Undele sonore ce strabat lichidul, cauzeaza dilatarea si restringerea bulei; diametrul sau maxim nu il depaseste pe cel al unui fir de par. Energia sonora este concentrata pe parcursul comprimarii, apoi bula implodeaza. Emisia de energie se situeaza in jurul valorii de 1 eV/molecula, ceea ce corespunde unei temperaturi de 10 000 K. Iata deci ca temperatura este mult prea mica pentru a produce fuziune "la rece", un "mit" care a circulat si mai circula inca in lumea fizicienilor care urmaresc obtinerea fuziunii controlate.

Spectru de absorbtie: poate fi obtinut in momentul in care intre lumina emisa de o sursa si observator se interpune un material absorbant, si poate fi recunoscut dupa hiatusurile care apar intr-un spectru continuu. Specia atomica din care acesta este compus va avea lungimi de unda preferentiale pentru care va efectua absorbtia. Caracterul cuantificat al starilor energetice pe care fiecare atom le poate avea face posibila recunoasterea speciei respective, intrucit catitatea de energie absorbita  pentru a ajunge pe nivelul urmator este unica pentru fiecare specie.

 
Linia 
spectrala
Elementul 
corespunzator
A - rosu extrem oxigenul terestru
B - rosu extrem oxigenul teestru
C - rosu hidrogenul solar
D1 - galben sodiul solar
D2 - galben sodiul solar
E - verde fierul solar
F - albastru hidrogenul solar
G - violet  fierul si calciul solar
H - violet extrem  calciu solar

Spectru de emisie: este caracteristic fiecarei substante in parte, la fel ca si spectrul de absorbtie, distributia liniilor si culoarea lor (ce corespunde unei anumite lungimi de unda a radiatiei emise) fiind unica fiecarei specii atomice (nivelele energetice pe care le poate ocupa un atom sunt bine definite, cuantificabile). Radiatia captata de spectroscop apare prin tranzitia atomilor de la o stare energetica la alta, in speta prin pierderea de energie in cazul spectrului de emisie.


Spuma cuantica: o teorie cuantica a gravitatiei este necesara pentru a descrie primele momente ale existentei Universului, momente in care scala de desfasurare a evenimentelor era de ordinul lungimii Planck. Totodata, unificarea gravitatiei cu mecanica cuantica ar insemna formularea unei teorii unificatoare, universale. Exista dificultati in a dovedi existenta gravitatiei la nivel cuantic, intrucit acceleratoarele de particule care ne stau la dispozitie pot reda cel mult conditiile dintr-un Univers de 10^15 ori mai mare decit cel corespunzator dimensiunii minime.
O posibila teorie cuantica a gravitatiei ar trebui sa ia in considerare faptul ca la nivel bazal, pe masura ce ajungem la o scala de marime cit mai mica, si in cele din urma la minimul absolut, flutuatiile cuantice ale vidului devin suficient de puternice pentru a produce o structura inconstanta a spatio-timpului. John Wheeler a demonstrat ca la dimensiuni de ordinul a 10^-35 m, geometria Universului nu mai este constanta. Este vorba de structura denumita generic spuma cuantica, incerta, inconstanta, alcatuita practic dintr-o multitudine de singularitati, de gauri de vierme.
Exista mai multe abordari in demonstrarea acestei inconstante a structurii spatio-timpulu. In principiu, daca aceasta multitudine de tunele exista, atunci trebuie existe diferente aleatorii intre distantele dintre doua obiecte. Spre exemplu, un interferometru cu un grad mare de precizie ar fi suficient: daca se imparte o raza laser in doua fascicule, care sunt apoi reunite de oglinzi situate la distante egale de sursa, apare totusi o figura de interferenta, datorita diferentei de drum optic indusa de diferenta de traiectorie la nivel fundamental.
O alta modalitate se refera la explozii de radiatie gamma. Aceste pulsuri de fotoni cu energie inalta ajung la Pamint din zone indepartate ale Universului, si daca au calatorit printr-un spatio-timp "fuzzy", vor fi la rindul lor distorsionate. Fotonii cu o lungime de unda mai scurta vor ajunge la Pamint mai tirziu decit cei cu o l mai mare, datorita singularitatilor minuscule in care cad mai usor, in ciuda faptului ca au o energie mai inalta. Cu detectoarele de radiatie gamma pe care le avem, detectia ar fi posibila, dar nu se stie exact cum ar arata o semnatura de gravitatie cuantica.

 

Superconductibilitate: Proprietate a unor materiale de a manifesta rezistenta zero la trecerea curentului electric. Superconductorii sunt corpuri diamagnetice--au permeabilitatea relativa mr subunitara, adica prezinta o magnetizare de sens contrar cimpului in care se afla. Practic, permeabilitatea magnetica relativa caracteristica superconductorilor este nula, fapt care ii transforma in corpuri diamagnetice ideale.
Deasupra semiconductorilor este posibila levitatia magnetica. Pe masura ce un magnet este coborit spre suprafata  superconductorului, apare un curent electric care continua sa circule si dupa incetarea variatiei cimpului magnetic inductor, tocmai datorita proprietatii de rezistenta electrica nula.
Superconductorii apar sub un nivel critic de temperatura si de cimp magnetic, Tc si Hc fiind constante de material. Pentru obtinerea acestei temperaturi heliul lichid este cel mai eficient, aducind mediul la o temperatura de cca 20 K, insa este si cel mai greu de obtinut. Ulterior, in afara de primii superconductori (niobiu-germaniu) au mai aparut si mixturi continatoare de lantanide, cu un Tc de cca 78K de la care a putut fi utilizat ca agent de racire azotul lichid. Astazi cel mai inalt Tc cunoscut este de 125K, si apartine unui oxid mixt de taliu, bariu, calciu si cupru.
Superconductibilitatea este determinata cuantic de incetarea actiunii principiului excluziunii la temperaturi foarte joase. Principiul lui Pauli nu se aplica doar electronilor inglobati in structuri atomice ci si celor care circula "liberi" printr-un conductor la aplicarea unui voltaj (diferenta de potential). Fermionii incep sa se comporte din acest punct de vedere ca bozoni, deci mai multi fermioni, printre care si electronii responsabili de conductibilitate pot ocupa aceeasi stare cuantica; electronii de conductie se pot misca in tandemuri, pe acelasi nivel de energie, scazind la zero rezistenta.

 

Supersimetrie: teorie referitoare la relatia dintre doua categorii de particule elementare: bozonii si fermionii. Fiecare particula elementara obisnuita are ca partener o superparticula cu proprietati similare, exceptind momentul unghiular (spinul, sau miscarea de rotatie in jurul propriei axe), care difera cu 1/2. Conform acestei teorii, fiecare fermion are ca superparticula un bozon, (denumit prin adaugarea prefixului s- la numele fermionului; spre exemplu, squarkul este complementul quarkului), si invers (superparticulele bozonilor se denumesc prin adaugarea sufixului -ino; photino este astfel echivalentul fermion al fotonului, ce apartine bozonilor). Testul pe care teoria trebuie sa il treaca este cel empiric, insa crearea si detectarea acestui tip de particule in acceleratoare necesita o energie extrem de mare, care depaseste capacitatea instalatiilor existente.