TEMA BROJA
Dubravka Marić
Mala tela Sunčevog sistema / Mreža nebeskih puteva
Lukovi haosa
dr Nataša Todorović |
|
Detalji iz radne biografije
Dr Nataša Todorović je završila Prirodno-matematički fakultet u Beogradu. Tu je nastavila i poslediplomske, magistarske i doktorske studije, tokom kojih je sarađivala sa astronomima sa Opervatorije u Nici i Univerziteta u Padovi. U toku ovih studija bavila se metodologijom za detekciju haosa u idealizovanim sistemima, koju je kasnije proširila i primenila na Sunčev sistem. Objavila je više radova u domaćim i stranim stručnim publikacijama i održala niz predavanja na različitim stručnim skupovima u zemlji i inostranstvu, ali i u okviru događaja koju se bave popularizacijom nauke. Na Astronomskoj opservatoriji u Beogradu je zaposlena od 2002. |
Iako je koncept ''kosmičkih mnogostrukosti'' poznat već dvadesetak godina, nedavno je tim astronoma iz Srbije, SAD i Kine objavio da je otkrio puteve pomoću kojih komete i asteroidi prevaljuju do sto astronomskih jedinica (razdaljina između Zemlje i Sunca) za manje od stotinu godina.
Sve je počelo 2017. u Astronomskoj opservatoriji u Beogradu, kada se dr Nataša Todorović bavila mapiranjem Sunčevog sistema i došla do neobičnih rezultata u koje je i sama teško poverovala. Bile su joj potrebne čak dve godine da se obrati Aronu Rozengrinu, kolegi sa Univerziteta Kalifornije (San Dijego, SAD), koji je ove nalaze proverio sa svojim kineskim studentom Di Vuom. Krajem novembra 2020. ovi astronomi su objavili rezultate svog istraživanja u časopisu 'Sajens Advanses', gde govore o "nestabilnim šestodimenzionim mnogostrukostima'', koje su popularno nazvali mrežom nebeskih puteva.
''Postojanje ovih površi (to jest mnogostrukosti) na kojima se nalaze 'autoputevi', predvideo je pre oko sto godina francuski matermatičar Anri Poenkare. Na osnovu toga su naučnici kasnije uveli koncept 'međuplanetarnog transporta', kao mreže mogućih ruta koje se nalaze na njima, a koje međusobno povezuju planete. Postojanje ovakvih tokova u kosmosu je potvrđeno pre oko 20 godina, kada su iskorišćeni za svemirske misije 'Genesis' i 'Artemis'. Pošto su autori tog rada od pre dvadeset godina koristili čisto matematičke proračune bazirane na jednačinama, oblast u kojima su se mogle koristiti ove rute je zapravo bila vrlo uska. Naš pristup je bio drugačiji. U softver smo (uz određena podešavanja) ubacili milione orbita, pratili njihovo kretanje za veoma kratko vreme (sto godina) i beležili ona mesta sa kojih se ove orbite najbrže menjaju. Dakle, sve je nastalo u računaru. Snimili smo da se ovi 'autoputevi' prostiru od Jupitera do Neptuna, dok su ranije oni bili poznati samo u okolini planeta'', objašnjava dr Nataša Todorović, naučni saradnik Astronomske opservatorije u Beogradu.
Rute po raznim strukturama
Iako se astronomi obično bave događajima koji se mere milionima godina, ovi istraživači su odlučili da posmatraju šta se dešava u Sunčevom sistemu tokom samo sto godina. Tako su uočili strukturu do sada neotkrivenih ruta, koje se protežu kao niz povezanih lukova od asteroidnog pojasa (na tri astronomske jedinice između Marsa i Jupitera), pa sve do Neptuna.
''Ova dinamička kartografija (ili mapiranje) je rađena u takozvanom sistemu 'orbitalnih elemenata', gde se na x-osi očitava udaljenost od Sunca (velika poluosa putanje), a na y-osi spljoštenost putanje (to jest, koliko je ona eliptična). U jednom takvom prikazu, brze rute se protežu na raznim strukturama, čija je okosnica u stvari niz lukova koji zaista podsećaju na lučne strukture starih građevina, pa su tako i nazvani. Zašto smo ih nazvali lukovima haosa? Pa, to i jesu mesta gde je haos ekstremno veliki. Cela oblast iza planete Jupiter se smatra vrlo haotičnom, pa zato tu i nema mnogo asteroida. Taj haos je na neki način 'počistio' sve asteroide. Ovde, u stvari, postoje druge malobrojne populacije malih objekata, koje nazivamo 'kentauri'. To je nešto između asteroida i komete, čije poreklo na tom mestu još nije utvrđeno. Takođe se otkriva i sve veći broj kratkoperiodičnih kometa (takozvanih kometa iz Jupiterove familije), jer su i one u toj oblasti gde Jupiter dominira. Tako je iz ovog ogromnog haosa, zahvaljujući skraćivanju vremena, 'isplivala' ova lučna struktura koja predstavlja najhaotičniji deo tog velikog haosa. Zato su kretanja duž njih veoma brza'', kaže dr Nataša Todorović.
Odjeci otkrića
''Dobila sam nebrojeno mnogo poruka, čestitki, podrške. Bilo je i dosta pitanja, recimo: kako su tačno korišćene neke metode? Izdavač je imao uslov da rad u celosti bude transparentan, a to znači da bude prikazan tako da svaki čitalac koji se bavi nebeskom mehanikom, sutra može da ga ponovi. Ipak, kao u i svemu, ima i 'nevernih Toma', među kojima su bili i moji saradnici, i mnogi drugi, nakon dobijanja rezultata. Ali, vreme će na kraju reći svoje'', zaključuje dr Nataša Todorović. |
Od Zemlje do Jupitera za 10 godina - bez goriva!
Ove strukture su veoma efikasne za transport malih tela kakvi su asteroidi i komete, pa i kosmičke letelice. Najuočljivije su lučne strukture povezane sa Jupiterom i njegovim snažnim gravitacionim silama. Slične rute van ovih lukova pomogle su i prilikom transporta dvaju sondi „vojadžer“. Zahvaljujući najefikasnijim putevima iz ove mreže, od Jupitera do Neptuna se stiže bez goriva ili ikakvog veštačkog pogona, za kraće od jedne decenije.
''Iako oblast koju smo posmatrali nije obuhvatila okolinu Zemlje, kao ni 'unutrašnje' planete koje se nalaze između Sunca i Jupitera (Merkur, Venera, Zemlja, Mars), uspeli smo da i u toj dalekoj oblasti slikamo 'male lukove' koji dolaze od Zemlje, Marsa i Venere. Šta to može da znači? Ako bi se neko malo telo našlo na tom luku, na ruti koju generiše Zemlja, onda bi ono bilo brzo transportovano na Zemlju, a možda čak i udarilo u nju. Na primer, nikako nismo očekivali da mala Zemlja svojom gravitacijom može da deluje u oblastima koje se protežu iza Jupitera. Isto tako, pošto svaka planeta pravi sopstvenu mrežu puteva, očekujemo da će se one međusobno seći na mnogo mesta, čime se omogućava transport sa jedne planete na drugu - interplanetarna mreža, upravo kako su to naučnici ranije predvideli'', ukazuje dr Nataša Todorović.
Prikaz brzih ruta u oblasti između 3 i 26 astronomskih jedinica (AJ). Na x-osi prikazana je velika poluosa a na y-osi spljoštenost (ekscentričnost orbite). Podsetimo da se Jupiter nalazi na 5.2 AJ, Saturn na 9.6 AJ, Uran na 19.2 AJ, a Neptun na oko 30 AJ. U ovoj oblasti uzeto je nekoliko miliona „izmišljenih“ asteroida; njihova stabilnost posmatrana je u vremenu od svega 100 godina. Svaki „izmišljeni asteroid“ koji je za ovo vreme pokazao haotičnu prirodu - obeležen je belom bojom. Tako je dobijeno da se jaki haos prostire duž struktura gde dominira niz lukova. Jupiter svoje lukove i svoje brze rute proteže čak do planete Neptun, pri čemu svaki obilazak Jupitera oko Sunca generiše jedan luk. Po sličnom principu i ostale planete generišu svoje lukove. |
Neočekivane pojave asteroida
Kosmička putovanja unutar našeg solarnog sistema postaće ne samo brža nego i jeftinija. Ovo će ubrzati istraživanja, ali i eksploataciju, pa i kolonizaciju nebeskih tela u Zemljinom komšiluku.
''Naravno, u ovom transportu smo uzimali u obzir samo energiju gravitacije. Sunce takođe može biti korisno u pomeranju letelica, zato što mnoge imaju i solarni pogon. Kombinacijom ovih prirodnih izvora energije moglo bi se ubrzati putovanje kroz obližnji kosmos. Ljudska posada je prisutna u letelicama u okolini Zemlje. Kao što znamo, sledeća destinacija ambicioznih svemirskih osvajača je Mars. Projektanti tih putovanja sigurno imaju velika znanja, ali ne znam da li planiraju da ove rute uvrste u te projekte. Ja lično ne vidim neku preteranu svrhu u tome da čovek napušta ovu našu prelepu planetu, jer svi uslovi za život van nje su u suštini veštački'', smatra sagovornica „Planete“, koju smo pitali i da li ovo otkriće pomaže da se objasni nešto što je do sada bilo nepoznato, na primer, neočekivana pojava asteroida (kakvu smo imali prošlog decembra).
''Da, to i jeste jedan od pravaca ka kojima bi moglo biti usmereno dalje proširenje rezultata. Identifikacija ruta duž kojih asteroidi (meteoriti) padaju na Zemlju je lep budući zadatak. Ta primena nije jednostavna, jer u svemu tome imamo sistem Zemlja-Mesec koji se vrti oko Sunca, plus asteroid. Čuveni i nerešeni problem N tela. Super-računari ipak mogu mnogo više nego sama matematika, tako da tu vidim finu priliku za neki novi rezultat'', ocenjuje dr Nataša Todorović.
 |
Asteroidi, mali kameni svetovi
Dr Nataša Todorović je i bila autor interaktivne izložbe ''Asteroidi, mali kameni svetovi'', koja je održana u Galeriji SANU 2018-2019. Cilj ove izložbe je bio da širu javnost upozna sa nebeskim telima u Sunčevom sistemu, njihovom ulogom u razvoju života na Zemlji, značajem za nauku i perspektivama koji se odnose na njih. Deo izložbe je bio posvećen bogatoj naučnoj zaostavštini u posmatranjima malih planeta sa Astronomske opservatorije u Beogradu (prvi asteroid koji je 1938. uočen sa opservatorije na Zvezdari, astronom Milorad B. Protić je nazvao „Srbija“). Izložba je privukla najširu publiku i imala zapaženu medijsku pokrivenost. |
Dubravka Marić
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
