Sokan csodálattal szemléltük már a körülöttünk lévő galaxisokról készült képeket, amelyek az Univerzum felfoghatatlan hatalmasságára utalnak.
Egyre erősebb teleszkópok, köztük a Föld körül keringő űrteleszkópok, segítségével egyre mélyebben pillanthatunk be a sötét világűrbe, így olyan hatalmas, távoli galaxisokat is láthatunk, amelyek korábban láthatatlanok voltak az emberi szem számára.
Ám bármilyen lenyűgözőek is ezek a képek, a valódi mélységet nem képesek visszaadni. Egy kétdimenziós kép, bármilyen fejlett eszközzel készült is, nem tudja megmutatni a benne lévő csillagok és kozmikus gázok milliárdjainak valódi kiterjedését.
Egy háromtagú, magukat „asztro-őrülteknek” valló csapat, Sir Brian May, Derek Ward-Thompson fizikus és J-P Metsavainio asztrofotós, arra vállalkozott, hogy megmutassa, hogyan festenének ezek a galaxisok, ha valamiképpen olyan szemekkel láthatnánk őket, amelyek fényévek ezreire vannak egymástól.
Ez a kép J-P Metsavainio munkája, és egy csillagkeletkezési régiót ábrázol az Auriga csillagképben (Kredit: J-P Metsavainio)
Sir Brian régóta elkötelezett híve a sztereófotográfiának (amely két majdnem azonos képet speciális nézőeszközzel háromdimenzióssá alakít), és emellett asztrofizikai doktor (diplomáját 2007-ben fejezte be, évtizedekkel azután, hogy félbehagyta az Imperial College London tanulmányait a Queen kedvéért). Több sztereófotós könyvet is készített az űrkutatásról és a kozmosz rejtélyeiről a The London Stereoscopic Company kiadójánál.
Ezek a könyvek, például a Mission Moon 3D vagy a Cosmic Clouds, egy-egy témára összpontosítanak, legyen az az űrkutatás egy szelete vagy a minket körülvevő világűr valamely jelensége. Az új könyv, az Islands in Infinity: Galaxies 3D azonban szélesebbre nyitja a lencsét: a több százmillió galaxist vizsgálja, amellyel együtt osztozunk a Világegyetemen.
A cikkben látható képek az Islands in Infinity: Galaxies 3D kötetből származnak, és sztereó nézővel 3D-ben is megtekinthetők.
Sir Brian, Ward-Thompson és Metsavainio november közepén, London Notting Hill városrészében tartott könyvbemutatót, ahol előadást tartottak a kötetben szereplő galaxisokról, és vetítettek néhányat Metsavainio háromdimenziós képeiből.
„A Cosmic Clouds című könyvünkben a Tejútrendszerünk por- és gázfelhőit keltettük életre” – mondja Sir Brian a BBC-nek a bemutató előtt. „És ilyet senki más nem tud csinálni J-P-n kívül… Miután ezt megcsináltuk, hová mehetnénk tovább? Kilépünk a saját galaxisunkból, és megvizsgáljuk a többi galaxist, az Univerzum összes galaxisát, és ehhez bevontuk az egyik vezető szakértőt a galaktikus fejlődés területén, aki éppen melletted ül.”
A csíkos spirálgalaxisok karjai egy központi tömeg két végéből indulnak ki, mint például a Nagy Barred Spirál Galaxis, az NGC 1365 (Kredit: J-P Metsavainio)
Ward-Thompson nevetve válaszol: „Nem mennék ilyen messzire, de már 40 éve tanulmányozom őket. A könyv egyik galaxisáról például megjegyeztem, hogy az volt a doktori disszertációm témája, és azóta is kutatom.”
„A könyv szépségének része, hogy bemutathatom, hogyan változott a galaxisokról alkotott tudásunk ez alatt a 40 év alatt” – folytatja Ward-Thompson, aki fizikus és asztrofizikus a közép-angliai University of Central Lancashire intézményében. „Például amikor még diák voltam, azt tanultuk, hogy egy normál spirálgalaxisban élünk, olyanban, amelyben a karok közvetlenül a galaxis középpontjából indulnak ki.”
Ma már tudjuk, hogy a Tejútrendszer egy rudas spirálgalaxis, amelynek karjai egy központi struktúra végeiből indulnak ki. „Ezt 40 éve még nem tudtuk, az új hullámhosszak, űrteleszkópok, infravörös műholdak szolgáltatták a bizonyítékot.”
J-P Metsavainio képei megmutatják a galaxisok rendkívüli színeit és formáit; az M83 például úgy fest, mint egy gyermek üveggolyója (Kredit: J-P Metsavainio)
A könyv lenyűgöző módon mutatja be a galaxisok légies, különleges formáit. Metsavainio aprólékos munkája révén a képek 3D-vé alakíthatók, és a mellékelt Owl nézővel megtekinthetők. A képek nem mesterséges intelligencia segítségével készülnek, ahogy Metsavainio az előadásán később elmagyarázza, minden képből készít egy „másolatot”, amelyben a pixeleket kissé elmozdítja. Így a speciális szemüvegen keresztül a két kép térhatásúvá válik.
Az Apollo-űrhajósokat a Holdra szállás előtt megtanították egy „cha-cha” mozdulatra, amellyel egy hagyományos kamerával is sztereóképet készíthettek: készítettek egy képet, elmozdultak néhány centit, majd készítettek egy másikat. A két kép összeillesztve 3D-s képet adott.
De ez a technika nem működik az űrteleszkópoknál, amelyek a Naprendszeren kívüli objektumokat fényképezik – mondja Sir Brian. „Az űrben nem lehet hatékonyan ‘cha-cha’-zni, így hogyan készíthetnénk háromdimenziós képet egy galaxisról, amikor a két nézőpontnak fényévek millióira kellene lennie egymástól? Nos, J-P-nek megvannak a maga mágikus módszerei, amelyekkel létrehozza azt a parallaxis-különbséget, mintha a szemünk ezer fényévre lenne egymástól. Csodálatos látvány. Ilyet még soha nem láttunk.”
Metsavainio már 30 éve fotózza az éjszakai égboltot, és mintegy 25 éve készít belőlük háromdimenziós képeket, „csak a saját örömömre” – mondja. Minden képét összeveti a rendelkezésre álló tudományos adatokkal. „Rengeteg információm van, és olyan forrásaim, mint például ő itt [Ward-Thompsonra mutat]. Így egyre pontosabbak a modelljeim.”
Néhány kép elkészítéséhez el kellett távolítania a hozzánk közelebb eső csillagokat vagy galaxisokat, hogy tisztább legyen a látvány; ami a képen apró pöttynek tűnik, valójában lehet egy óriási szupernóva vagy egy közeli csillaghalmaz. A Tejútrendszer tele van ilyen „kozmikus rendetlenséggel”, amelyet ki kell szűrni, hogy a távoli galaxis tisztán látható legyen.
„Csillagpusztító vagyok, és rengeteg bolygó is áldozatul eshet, amikor eltávolítom a Tejútrendszer csillagait” – mondja Metsavainio. „Ha megnézed az Androméda képét, 3D-ben még látni fogod a Tejútrendszer csillagait is. De amikor eltávolítom őket, úgy látod az Andromédát, mintha a Tejútrendszeren kívülről néznéd. És akkor jössz rá, hogy a csillagok, amiket eltávolítottam, mind köztünk és az Androméda között voltak. A kettő között semmi nincs, csak üresség 2,5 millió fényéven át. Ez döbbenetes.”
Ami még döbbenetesebb: mennyi munka van egy-egy kép mögött. Az egyik, Milky Way-t bemutató alkotása 12 évig készült, több mint 1 200 különböző expozícióból.
A könyvet Ward-Thompson írta, Sir Brian pedig szerkesztette, és bemutatja a galaxisok fejlődését, ahogyan ma látjuk őket a mélyűrben. A galaxisok olyan színesek és változatosak, mint a mikroszkopikus életformák egy tárgylemezen; az NGC 253 kék és arany színekben ragyog, mint egy antik medál; az NGC 3925 hullámokat formál, mintha egy kavicsot dobtak volna egy tóba – talán egy kisebb galaxis ütközött bele, és keltett „fröccsenést”. Egy másik kép a két összeütköző galaxist, az NGC 4567-et és 4568-at mutatja, amelyeket Ward-Thompson a „kozmosz vonatszerencsétlenségének” nevez.
Ward-Thompson reméli, hogy a könyv belépőpont lesz azok számára, akiket érdekel, mi rejtőzik az űr hideg mélységeiben.
„Azt is próbáljuk elmesélni, milyen emberi történetek kapcsolódnak ehhez, mert szerencsém volt sok olyan kutatóval találkozni, akik ezeket a felfedezéseket tették. A könyv szól róluk is nem csak a tudományról, hanem az emberi felfedezésvágy történetéről.”
Sir Brian szerint a könyv tökéletes pillanatban érkezett, különösen az olyan új fejlesztések közepette, mint a chilei Vera C. Rubin Obszervatórium, amely júniusban nyílt meg.
„Világos volt a célunk: érthetővé és izgalmassá tenni mindezt, és nem csak belső köröknek szóló információkat adni” – mondja. „Mindenki, aki meglát egy galaxy-képet, azt gondolja: ‘Ó, erről többet szeretnék tudni.’ Nos, itt van, világos, közérthető angol nyelven, és a lehető legszebb képekkel.”