Klikkaa kuvaa!Dosentti Lauri Haikala esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli vuorossa 22.9.2009 dosentti Lauri Haikala, jonka aiheena oli Avaruuden pilvet ja tähtien synty. Esitelmä pidettiin Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Helsingin yliopiston Vapaan sivistystyön toimikunta rahoitti esitelmän. Esitelmällä oli 70 kuulijaa.
Taivaalla näkemämme tähdet ovat hyvin eri ikäisiä, vanhimmat ovat n. 13 miljardia vuotta vanhoja, nuorimmat alle miljoonan vuoden ikäisiä. Linnunradassa syntyy koko ajan uusia tähtiä, tällä hetkellä neljän auringon massan vuosivauhdilla. Tähdet syntyvät tiivistymällä avaruudessa olevista kaasu- ja pölypilvistä. Tämä tapahtuu määrätyissä olosuhteissa pilvitihentymänsisäisen painovoiman ansiosta. Tähden syntyminen vaatii kaasun kokoonpuristumisen noin triljoonakertaisesti.
Klikkaa kuvaa!
Dosentti Lauri Haikala esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Viimeisten parinkymmenen vuoden aikana ovat uudet mittaustekniikat, nimenomaan infrapuna- ja radioaallonpituusalueella, mahdollistaneet tähtien syntyä edeltävien tiheiden pilviytimien ja vastasyntyneiden hyvin nuorten tähtien havainnot. Esitelmässä kerrottiin myös suomalaisten tutkijoiden viime vuosien tuloksista etenkin Euroopan eteläisen observatorion ESOn kaukoputkia käyttäen. Suomi liittyi tämän maailman johtavan maanpäällisen observatorion jäseneksi vuonna 2004.
Lauri Haikala väitteli v. 1984 Max Planck Institut Für Astronomiessa, Heidelbergissä. Tämän jälkeen hän on toiminut tutkijana sekä Helsingin yliopistossa että ulkomaisissa tutkimuslaitoksissa. Tutkimusalueena on ollut pääasiassa tähtienvälinen aine ja tähtien synty. Havaintoja hän on tehnyt kaukoultravioletista radioalueelle käyttäen sekä avaruus- että maanpäällisiä teleskooppeja.
Klikkaa kuvaa!
Kuva Seppo Linnaluoto.
Historiaa
Vanhoina aikoina oletettiin, että "kuunylinen" tähtitaivas on muuttumaton. Tyko Brahe kuitenkin osoitti, että v. 1572 "uusi" tähti, jonka nyt tiedetään olleen supernova, oli Kuuta kauempana. Kyseessä oli elinkaarensa loppuun tulleen vanhan kaksoistähden räjähdys.
Kuriositettina mainittakoon, että "Tykon tähden" spektri havaittiin v. 2008 supernovasta lähteneen valon viivästyneenä heijastumana tähtienvälisestä pilvestä. Nyt tiedetään, että tämä tähtitaivaan näennäinen muuttumattomus johtuu tähtienvälisistä valtavista etäisyyksistä ja tähtien pitkästä iästä.
Tähdet
Tähtien ominaisuudet johtuvat pääasiassa niiden massoista. Tähden massan täytyy olla 0,08-60 Auringon massaa. Alaraja tulee siitä, että tähden lämpötila ja paine tulee riittävän korkeaksi, että se rupeaisi loistamaan tähden tavoin. Tähän vaaditaan, että vety yhtyy heliumiksi. Vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine. Yläraja taas tulee siitä, että tähden sisäinen paine hajoittaa suurimassaisemman tähden.
Klikkaa kuvaa!
Kotkasumu on tunnettu tähtien syntyalue.
Tähtien energiatuotannon selvittivät mm. Hans Bethe ja C.F. von Weizsäcker 1930-luvun lopulla. von Weizsäcker oli myöhemmin myös poliitikko, hänestä tuli 1979 Saksan liittotasavallan presidenttiehdokas. Hänen veljestään Richardista tuli 1984-1994 Saksan presidentti.
Tähdet eivät todellakaan ole ikuisia. Ne syntyvät, elävät ja kuolevat. Auringon lähiympäristössäkin on hyvin eri-ikäisiä ja erilaisen kokonaiseliniän omaavia tähtiä. Aurinko syntyi 4,6 miljardia vuotta sitten. Kirkkaita, kuumia ja massiivisia tähtiä on harvassa, mutta ne näkyvät kauas. Heikkovaloisempia kevyempiä tähtiä on hyvin paljon, mutta ne eivät juuri paljain silmin näy. Kirkkaat ja massiiviset tähdet elävät hyvin lyhyen aikaa. Kevyet ja heikkovaloiset tähdet ovat taas hyvin pitkäikäisiä.
Mitä kuumempi tähti on, sitä lyhyemmällä aallonpituusalueella sen säteilymaksimi on. Auringon pinnan lämpötila on vajaa 6000 astetta ja sen säteilymaksimi on näkyvän valon alueella. Kuumempien tähtien säteilymaksimi on ultraviolettialueella, kylmempien taas infrapunasäteilyn alueella.
Klikkaa kuvaa!
Dos. Lauri Haikalan esitelmää kuunteli 70 henkeä. Kuva Seppo
Linnaluoto.
Kaasu ja pöly
Linnunradassa on muutakin kuin ainoastaan tähtiä, nimittäin kaasua ja pölyä. Linnunradan pilvet koostuvat vety- ja heliumkaasusta sekä noin kahdesta prosentista epäpuhtauksia (pölyä ja muita molekyylejä).
Pöly vaimentaa tehokkaasti optisen alueen säteilyä. Mitä pitempi säteilyn aallonpituus on, sitä paremmin se pystyy läpäisemään tiheätkin pölypilvet.
Orionin sumun alue on parhaiten tunnettuja tähtien syntyalueita. Siellä on useita eri tähtisukupolvia, nuorimmat alle miljoonan vuoden ikäisiä. Tiheissä tähtienvälisissä pilvissä, joissa tähtien syntyä tapahtuu, pölyhiukkasten koko on noin 0,05-0,5 mikrometriä ja lämpötila 15-50 kelvinastetta.
Klikkaa kuvaa!
Orionin sumussa on useita tähtien syntyalueita, joissa tähtiä
on syntynyt eri aikaan.
Pilvet
Vaikka avaruuden pilvet ovat ulkomuodoltaan valokuvissa usein ilmakehän pilvien näköisiä, niiden ominaisuudet poikkeavat näistä hyvin paljon: tiheidenkin avaruuden pilvien tiheydet ovat paljon pienempiä kuin parhaassa maanpäällisessä tyhjiössä, lämpötilat ovat miinus 200-260 celsiusastetta ja pilvet koostuvat pääasiassa molekyylimuodossa olevasta vedystä.
Esitelmässä verrattiin avaruuden molekyylipilvien ja ilmakehän pilvien ominaisuuksia ja todettiin, että ne ovat äärimmäisen erilaisia.
Tähtien syntyalueet
Tähtiä syntyy Linnunradan molekyylipilvissä jatkuvasti, myös nykyisin, noin neljän auringon massan verran vuodessa. Niitä syntyy pääasiassa Linnunradan kierteishaaroissa sijaitsevissa tähtienvälisissä pilvissä, jotka koostuvat molekulaarisesta vedystä ja heliumista sekä "epäpuhtauksina" muista molekyyleistä ja pölystä. Tähdet syntyvät enimmäkseen tähtijoukoissa ja assosiaatioissa. Ne syntyvät paksujen pölyvaippojen sisällä, joiden läpi näkyvä valo ei pääse.
Klikkaa kuvaa!
Dos. Lauri Haikalan esitelmä. Kuva Seppo Linnaluoto.
Tähtien kemiallinen kehitys
Uudet tähtisukupolvet saavat aina edeltäjiään runsaammin heliumia raskaampia alkuaineita edellisen sukupolven vanhojen tähtien tähtituulista ja supernovista. Raskaat alkuaineet aina rautaan saakka syntyvät tähtien sisällä rauhallisen kehityksen kuluessa. Rautaa raskaammat alkuaineet syntyvät supernovaräjähdyksissä.
Tutkimusta Helsingin observatoriossa
Tähtienvälisten pilvien ja tähtien synnyn tutkimusryhmä on tehnyt tähtienvälisen kaasun radiospekroskopiaa, pilvien, pilviytimien ja prototähtien kaukoinfrapunatutkimusta ja suuren erotuskyvyn radiointerferometriaa protostellaarisista pilviytimistä. Se on myös tehnyt galaktisen ja extragalaktisen tähtienvälisen aineen tutkimusta mm. ESA:n ISO (Infrared Astronomical Observatory) -luotaimella ja kehittänyt numeerisia ja teoreettisia malleja tähtienvälisille pilville ja prototähdille. Ryhmä osallistuu myös ESA:n juuri laukaistujen Planck- ja Herschel-satelliittien tutkimusohjelmiin.
Suomalaistutkijat ovat myös keksineet uuden tavan tutkia tähtienvälisiä pilviä. Tutkimusryhmän mittaukset ovat osoittaneet, että tähtienvälisiä pilviä voidaan kartoittaa myös mittaamalla pilvien pintakirkkautta lähi-infrapunassa (1-2 mikrometriä). Tähtien säteily valaisee pilviä ulkoapäin, jolloin pilvessä olevien pölyhiukkasten aiheuttama sironta voidaan havaita heikkona pintakirkkautena.
Seuraava esitelmä Komeetan sarjassa on tiistaina 20.9. klo 18.30 alkaen Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Sen pitää fil. tri Jenny Virtanen aiheenaan törmäilevät asteroidit. Vapaa pääsy, tervetuloa!
Seppo Linnaluoto