Jäljet johtavat tähtitehtaalle
Pienempi NGC 5195 (oikealla) on lipumassa hitaasti Pyörregalaksin M51 ohi takakautta. Seuralaisen painovoimavaikutus näyttää selkiyttäneen Pyörregalaksin spiraalirakennetta ja käynnistäneen tähtien syntyä sen kierteissä.
Kuva Nasa / ESA / S. Beckwith (STScI) / The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 22.10.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017.
Galaksit ovat, kuten jo aiemmin kuvattu, pimeän aineen pilvien sisäänsä houkuttamia kokoelmia kaasua, pölyä ja tähtiä, siis eräänlaisia kosmisia kökkäreitä. Galakseja pitävät koossa pimeän aineen sekä näkyvän aineen massa ja painovoima. Voisi sanoa, että galaksien sisältämä tavara pöristelee ympäri avaruuteen painamaansa kuoppaa.
Elliptisistä galakseista on puhuttu näissä Linnunrata-sarjan teksteissä niin paljon, että otetaan tähän kuva yhdestä sellaisesta. NGC 1132 on valtava köriläs joka sijaitsee noin 320 miljoonan valovuoden päässä. Se löllii valtavassa pimeän aineen pilvessä, josta riittäisi kymmenille tai sadoille tavanomaisille galakseille. Galaksia kiertää tuhansia pallomaisia tähtijoukkoja ja kääpiögalakseja, jotka näyttävät olevan jämiä muinaisista syömingeistä. Sen takana avaruudessa näkyy suuri määrä paljon kauempana olevia galakseja.
Kuva Nasa, ESA and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration. Acknowledgment: M. West (ESO, Chile)
Galaksit voivat kuitenkin olla hyvin eri näköisiä riippuen siitä, kuinka suuria ne ovat, millaisilla radoilla tähdet ja muu aines siellä liikkuu, ja paljonko galaksissa on kaasua käytettävissä tähtien muodostukseen. Paljon vaikuttaa myös se, miten kauas ajassa taaksepäin katsomme, kun katsomme kauas kosmoksen perukoille. Muinoin – siis kaukana – galaksit olivat epämääräisemmän muotoisia. Keskitymme tässä tekstissä puhumaan lähinnä moderneista galakseista, ja sielläkin niistä suurimmista, keskittyen toki Linnunrataan.
Modernit, suuret galaksit ovat joko elliptisiä, spiraaligalakseja tai niiden välimuotoja. Elliptiset galaksit ovat melko piirteettömiä, enemmän tai vähemmän pyöreitä tai sikarinmuotoisia palleroita ja pötkylöitä jotka muuttuvat hissukseen harvemmiksi ulko-osissaan. Elliptiset galaksit voivat olla melko pieniäkin, mutta kaikkein suurimmat galaksit ovat aina elliptisiä. Niissä on runsaasti vanhoja, köykäisiä tähtiä (ne ovat ainoita, jotka ovat enää jäljellä) erilaisilla radoilla keskustan ympäri, mutta ei sitten juuri muuta. Niissä on vain hyvin vähän kaasua jäljellä, joten niissä myös syntyy naftisti uusia tähtiä. Kaikki tavara on jumissa jo olemassaolevissa pitkäikäisissä tähdissä.
Meillä spiraaligalakseissa sen sijaan käy iloinen tähtienmuodostuksen rytke. On kaasua ja pölyä millä mällätä. Nykyään tunnetuista galakseista noin 35 prosenttia on spiraaligalakseja, ja reilulla puolella niistä on keskustassaan sauvamainen rakenne – näin myös Linnunradalla. Ehdottomasti valtaosa spiraaligalakseista pyörii siten, että haarat osoittavat tulosuuntaan. Joidenkin harvinaisempien vastarannankiiskien on kuitenkin havaittu pyörivän siten, että kierteiden kärjet osoittavatkin menosuuntaan.
Kierregalaksit voivat olla ällistyttävän monimuotoisia. Toisilla on kaksi tiukasti kiertynyttä, selkeää spiraalihaaraa, kun taas toisten rakenne on väljempi, haarakkaampi ja epämääräisen repaleinen. Hyvin massiiviseen kiekkoon näyttää syntyvän helpommin kaksihaarainen spiraalirakenne ja kevyempään monihaaraisempi rakenne. Myös galakseja ympäröivä pimeän aineen muodostama halo näyttää saavan aikaan sirpaleisemman spiraalirakenteen.
Kierregalakseissa valtaosa tähtien syntyalueista sijaitsee spiraalihaaroissa. Miksi? Mikä siellä painaa kaasupilviä kasaan ja sysää tähtitehtaan käyntiin?
NGC 4622 on yksi harvoista spiraaligalakseista, joiden on havaittu pyörivän siten, että spiraalihaarat aukeavat menosuuntaan. Galaksi pyörii meistä katsottuna myötäpäivään. Poikkeuksellisen pyörimisen uskotaan johtuvan siitä, että NGC 4622 on ohittanut menneisyydessä jonkin toisen galaksin, joka on kääntänyt sen pyörimissuunnan. Galaksilla nähdään itse asiassa kaksi spiraalirakennetta, jotka aukeavat eri suuntiin. Havaintojen perusteella materian kiertosuunta kiekossa on kuitenkin sama, joten toinen spiraalirakenteista on edistävä.
Kuva Nasa / The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Spiraalien tarkka syntymekanismi on kuitenkin askarruttanut tutkijoita tähän päivään saakka, eikä asiasta olla vieläkään yksimielisiä. Spiraalirakenne on hyvin yleinen ilmiö, joten mikä mekanismi ne sitten synnyttääkin, sen tulee esiintyä galaksissa hyvin pitkän aikaa. Voi jopa olla, että spiraalikuvio ei synny kaikkiin galakseihin samalla tavalla. Jotkut galaksit saattavat saada haaransa läheisen seuralaisgalaksin gravitaation aiheuttamana, mutta monilla näin ei selvästi ole.
Tutkijat ovat nykyään kohtuullisen yksimielisiä siitä, että spiraalirakenne liittyy jotenkin tiheyshäiriöihin galaksin kiekossa. Ratkaisematta on kuitenkin se, ovatko spiraalihaarat pysyviä rakenteita, vai ovatko ne väliaikaisia piirteitä joita syntyy ja katoaa jatkuvasti. Mutta mikä saa ne syntymään uudelleen?
Kiekkomaiset, ei-elliptiset galaksit pyörivät keskustansa ympäri siten, että sisempänä kiekossa sijaitsevat tähdet kiertävät keskustaa suunnilleen vakionopeudella, mutta ulompana kiertonopeus hidastuu. Mikäli spiraalihaarat muodostuisivat aina tismalleen samoista tähdistä, tällainen pyörimisliike kiertäisi kierteiskuvion tiukasti keskustan ympärille. Haarat katoaisivat kokonaan näkyvistä vain muutaman galaktisen täyskierroksen aikana.
Näyttää siltä, että spiraalirakenteen on joko jatkuvasti uusiuduttava tai synnyttävä aivan toisella tavalla. Tämä onnistuu, jos spiraalihaarat eivät muodostukaan aina samoista tähdistä, vaan galaksin kiekossa kiertää jonkinlainen tiheysaalto, joka pakkaa väliaikaisesti yhteen lähistölle sattuvia tähtiä ja kaasua.
Tiheysaaltoa voi verrata liikenneruuhkaan: itse ruuhka on ilmiö, joka pysyy pääasiassa paikallaan, mutta siihen osallistuvat autot vaihtuvat koko ajan. Galaktiseen liikenneruuhkaan ajautuvan tähden liike hidastuu ruuhkan kohdalla, ja se viipyy siinä jonkin aikaa ennen kuin jatkaa normaalia kiertoliikettään galaksin keskustan ympäri. Kun kaasupilvi ajautuu ruuhkaan, se rutistuu kasaan ja tähtien synty voi alkaa.
Tässä onkin jotain, millä voi pakokaasuisissa ruuhkissa keventää mieltään. Kasaan rutistumista suosittelemme silti välttämään.
NGC 5584 hehuttelee suuria määriä nuoria, kirkkaita sinisiä tähtiä repaleisissa spiraalihaaroissaan. Spiraalihaarojen välissä on enemmän vanhempia, keltaisia tähtiä. Repaleisia spiraaleja vaikuttaa syntyvän esimerkiksi silloin, kun galaksia ympäröivän pimeän aineen pilvi on hyvin massiivinen suhteessa galaksin kiekon (näkyvän aineen) massaan.
Kuva Nasa / ESA / A. Riess (STScI/JHU) / L. Macri (Texas A & M University) / The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
4 kommenttia “Jäljet johtavat tähtitehtaalle”
Vastaa
Nuoret starat riehuvat Linnunradan lastenkammareissa
Uusia tähtiä syntyy erityisesti spiraalihaarojen kohdalla, niin Linnunradassa kuin tässä sauvaspiraalissa NGC 1300. Kaikkein massiivisimmat ja samalla nuorimmat tähdet hehkuvat kuvassa sinisinä. Ne ovat olemassa kaikkein lyhimmän ajan, ja siksi niiden sijainti kertoo hyvin, missä tähtien syntyä tapahtuu paraikaa. Kuva NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 15.10.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017.
Tomukapaloista kaivautuvat vauvatähdet, tähtien lastenkammarit. Nuoret, rajua elämää viettävät starat hajottamassa paikkoja ja kiusaamassa pienempiään. Luomisen pilarit. Jumalan sormet.
Tähti on syntymässä kaasupilven uumenissa Orionin tähdistön suunnalla noin 1350 valovuoden päässä. Nopean pyörimisen johdosta sen pinnalle pyrkivää kaasua sinkoutuu tähden napojen suuntaisesti kapeina keiloina ympäröivään avaruuteen. Tällaiset napasuihkut ovat tyypillisiä nuorille tähdille. Kuva ESA / Hubble & NASA, D. Padgett (GSFC), T. Megeath (University of Toledo), and B. Reipurth (University of Hawaii)
Tähtien synty on mielikuvitusta kutittelevaa puuhaa ja pastellinsävyissä hehkuvat tähtien syntyalueet ovat yksiä avaruuden valokuvauksellisemmista kohteista. Kaasun kauneutta ällistellessä ei tule edes mieleen, että siitä noin 70 % on eri muodoissa olevaa vetyä, noin 28 % on heliumia, ja kaikkia muita alkuaineita on vain noin kaksi prosenttia. Satunnaiset tummat riekaleet kaasun lomassa muodostuvat pölystä, jota on vain sadasosa kaikesta kaasun määrästä.
Linnunrata on, kuten aiemmin kuvailtua, kookas sauvaspiraaligalaksi. Se ei ole enää (tai tällä hetkellä) aktiivinen tähtiryöppygalaksi, jossa tähtien rakennusmateriaalia on niin paljon että tähtiä syntyy vähän joka paikassa ja roppakaupalla: galaksissamme syntyy joka vuosi vajaat kymmenen Auringon massaa uusia tähtiä. Toisaalta emme ole (ainakaan vielä) myöskään pullea ellipsigalaksi, joka on menettänyt tähtiä synnyttävän kaasunsa ympäröivään avaruuteen ja jossa on vain vanhoja tähtiä, eikä uusia enää synny. Ylipäätään modernissa maailmankaikkeudessa, siis muutaman miljardin valovuoden päässä meistä, syntyy vähemmän tähtiä kuin tätä vanhemmassa eli kaukaisemmassa maailmankaikkeudessa.
Linnunradassa, kuten muissakin kierregalakseissa, tähtiä syntyy erityisesti galaksin tasoon ja spiraalihaaroihin. (Miksi näin on, ja miten spiraalihaarat syntyvät, selviää ensi viikolla.) Niiden alueella galaksimme kaasu- ja pölypilvet menevät ruttuun ja niiden tiheimmät alueet tiivistyvät entisestään, ja jos kriittinen tiheys ylittyy, pilvet alkavat luhistua oman painonsa alla ja jakautuvat pienempiin osiin joista alkaa syntyä tähtiä.
Pilven kaasussa on erisuuntaista pientä liikettä, ja kun tällaista vähän pyörivää kaasua runnotaan kasaan, liike kiihtyy. Idea on sama kuin taitoluistelussa, jossa kädet levällään piruettia tekevä luistelija alkaa pyöriä nopeammin, kun hän kietoo kädet ympärilleen. Syntyvät, tiivistyvät tähdet siis pyörivät vauhdikkaasti. Myös ympäröivä kaasupilvi lättänöityy tähden lähellä pyörimisen vaikutuksesta ja siitä muodostuu kiekko, jossa mahdolliset planeetat muodostuvat.
Vastasyntyneiden tähtien rykelmä nimeltä Pismis 24 sijaitsee Skorpionin tähdistön suunnalla noin 5500 valovuoden etäisyydellä. Osa sen nuorista tähdistä on valtavan massiivisia ja kuumia, ja niiden raju säteily on puhaltanut ympäröivään valtavaan kaasupilveen kuplan tuoden tähdet näkyviin. Tummemmat, pölyrikkaat kaasurepaleet kuvan alalaidassa sinnittelevät säteilyä vastaan. Niiden uumenissa saattaa olla käynnissä uusien tähtien muodostusta, jonka nuorten starojen kaasuatiivistävä riehunta on potkaissut käyntiin. Kuva NASA, ESA and Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain). Acknowledgement: Davide De Martin (ESA/Hubble)
Kokoon lyyhistyvä pilvenlonka ei suinkaan ala hehkua tähtivaloa saman tien, vaan aluksi se on vain tavallista tiheämpi kohta pilvessä, joka houkuttaa ympäriltään itseensä kaasua. Mitä tiiviimpi syntyvästä tähdestä kasvaa, sitä kiivaammin se houkuttaa itseensä pilven materiaalia ja pyörii yhä vinhemmin. Se saattaa keventää oloaan jakautumalla kahtia tai useampaan osaan, jolloin syntyy kaksoistähtiä tai vielä monimutkaisempia systeemejä.
Tiiviiksi pakkautuva kaasu alkaa vähitellen lämmetä kasvavan paineen vaikutuksesta. Tähtialokkaan oma painovoima kiskoo sitä hitaasti kasaan. Se tiivistyy tiivistymistään kunnes lopulta lämpötila sen ytimessä saavuttaa noin 10 miljoonaa astetta ja energiaa tuottavat ydinreaktiot voivat alkaa: tähdestä on tullut oikea tähti. Mitä suurempi tähti on kyseessä, sitä nopeammin tämä lämpötila saavutetaan, ja esiemerkiksi 15 Auringon massainen tähti alkaa loistaa ydinvaloa noin 60 000 vuodessa. Auringolla meni tähän joitain kymmeniä miljoonia vuosia.
Aivan piskuisilta tähdiltä, jotka ovat massaltaan noin kymmenyksen Auringosta, kestää satoja miljoonia vuosia, ennen kuin ydinreaktiot voivat alkaa. Eivätkä kaikki tähtialkiot kasva edes niin suuriksi: jos tähtösen massa jää alle kahdeksaan prosenttiin Auringon massasta, lämpötila sen ytimessä ei koskaan kasva riittävästi ja siitä tulee ruskea kääpiö: tiivistymislämpöään himmeänä säteilevä epäonnistunut tähti.
Tähden massalla on myös yläraja. Aivan supersuuret tähdet säteilevät niin kiivaasti, että säteilyn aiheuttama paine saa ne pärskimään pinnaltaan suuria määriä materiaalia ympäröivään avaruuteen. Toistaiseksi raskain tunnettu tähti on R136a1, jonka massa vastaa 315 Aurinkoa ja joka on 8,7 miljoonaa kertaa omaa tähteämme kirkkaampi.
Tällaiset raskaansarjan kummajaiset ovat kuitenkin hyvin harvinaisia. Itse asiassa yli 80 % Linnunradan tähdistä näyttää olevan Aurinkoa kevyempiä ja viileämpiä pikkutähtiä. Mitä pienemmästä tähdestä on kyse, sitä enemmän niitä on.
Syntyneet tähdet kaivautuvat esiin ympäröivästä pilvestä suuret kuumat tähdet etunenässä: niiden hurja loiste kaivertaa kaasuun suuria valaistuja onkaloita. Mikäli pilvessä on ollut tomuisia klimppejä, ne varjelevat takanaan olevaa kaasua tältä porotukselta, mikä muovaa pilveen sormimaisia ulokkeita. Tällä tapaa on syntynyt yksi tähtitieteen ikonisimmista kuva-aiheista, Kotkasumun Luomisen pilarit.
Yksi tähtitieteen ikonisimmista kuva-aiheista ovat Kotkasumun “Luomisen pilarit”. Tämä kuva on otettu Hubble-avaruusteleskoopin 25-vuotisjuhlavuonna paremmalla kameralla, kun alkuperäinen Hubblen kuva vuodelta 1995 oli jo ennättänyt esiintyä elokuvissa, tv-sarjoissa, t-paidoissa, tyynyissä ja jopa postimerkissä.
Pilarit osoittavat erehtymättä kohti noin neljää hyvin massiivista tähteä, jotka syntyivät sumussa ensimmäisten joukossa reilut miljoona vuotta sitten. Niistä massiivisin vastaa noin 80 Aurinkoa. Pilareista vasemmanpuolimmaisin on hiukan tähtiä kauempana siten, että sen meille päin näkyvä kylki näkyy selvästi valaistuna. Kaksi muuta pilaria on hiukan meitä lähempänä, ja ne näyttävät meille varjoiset selkäpuolensa.
Myös Auringon uskotaan muodostuneen Kotkasumun tapaisessa ympäristössä. Aurinkokunnasta on löytynyt radioaktiivisia alkuaineita, joita uskotaan syntyvän vain massiivisten tähtien räjähtäessä supernovina. Aurinkokunnan kehittyessä lähistöllä on siis ollut vasta muodostunut, nopeasti kehittynyt massiivinen tähti – samanlainen kuin ne, jotka ovat säteilyllään muovanneet Luomisen pilarit.
Kuva NASA, ESA / Hubble and the Hubble Heritage Team
2 kommenttia “Nuoret starat riehuvat Linnunradan lastenkammareissa”
-
Ovatko ne neljä painavaa tähteä pilareiden takana piilossa vai onko ne rajattu kuvasta ulos?
-
Anne Liljestrom sanoo:
Ne eivät näy kuvassa vaan ovat rajautuneet sen ulkopuolelle. Pilarit osoittavat suoraan niitä kohti.
-
Vastaa
Muita maailmoja Linnunradassa
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 8.10.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017 sekä Kansainvälistä avaruusviikkoa 4.-10.10., jonka teemana tänä vuonna on ”Exploring new worlds in space”.
Eksoplaneettoja eli muita kuin omaa tähteämme kiertäviä planeettoja on löydetty 1990-luvulta saakka. Ensimmäiset löydetyt planeetat olivat hyvin kummallisia meille aurinkokunnan touhuihin tottuneille: ne olivat jättimäisiä kaasuplaneettoja, jotka kiersivät soikeilla radoilla pöyristyttävän lähellä tähteään – jopa niin lähellä, että yhteen kierrokseen sen ympäri meni vain muutamia päiviä.
Eksoplaneettojen suora kuvaaminen on todella haastavaa, koska tähdet ovat kirkkaita ja planeetat eivät ole. Tämä kuva on parasta, mihin toistaiseksi pystytään. Siinä vuonna 2016 löydetty eksoplaneetta HD 131399Ab seikkailee kolmoistähtijärjestelmän sisällä. (Tähdet ovat kuvassa ylävasemmalla ja alaoikealla, planeetta on keskellä.) Se on kooltaan ”vain” nelisen Jupiterin massaa ja sen lämpötila on ”vain” 580 celsiusastetta, mikä tekee siitä pienimmän ja kylmimmän eksoplaneetan mitä on saatu valokuvattua suoraan. ESOn sivuilta löytyy pitkä ja seikkaperäinen teksti planeetasta suomeksi:
https://www.eso.org/public/finland/news/eso1624/
Kuva ESO / K. Wagner et al.
Meillähän kaasuplaneetat ovat kiltisti planeettakunnan ulkolaidalla. Kaikki meikäläiset planeetat kiertävät Aurinkoa liki pyöreillä radoilla ja pätsimäiseltä Merkuriukseltakin kestää säädylliset kolmisen kuukautta kiertää tähtemme ympäri.
Planeetat syntyvät tiivistymässä olevan tähden ympärille muodostuvassa kaasu- ja pölykiekossa. (Tähtien synnystä lisää ensi viikolla!) Yleisen käsityksen mukaan kosmisten pölyhiukkaset takertuvat kiekossa hissukseen toisiinsa ja kasvavat törmäilemällä suuremmiksi. Nopeimmin kasvavat ulompana kiekossa kehittyvät yksilöt, joiden kylmillä syntyalueilla on riittävästi jäätä kasvuun. Tämä mahdollistaa jättiläisplaneettojen muhkean kaasukehän muodostumisen.
Eksoplaneettoja meidän kapeakatseiset oletuksemme eivät kuitenkaan kiinnnostaneet ja tähden kyljessä kieppuvia jättiläisplaneettoja löytyi aina vain lisää. Käyttöön vakiintui termi ”kuuma jupiter”. Paitsi että planeettojen kehitys alkoi näyttää hyvin hämmentävältä, ei elämän esiintyminen muualla maailmankaikkeudessa näyttänyt sekään kovin hääviltä. Mitä kävisi kiviplaneetoille moisessa systeemissä? Kuumien jupiterien mahdollisten kuidenkin pinnalla olisi lyijyä sulattavat helteet.
Sittemmin hoksattiin mekanismi, jonka avulla planeetat voivat muodostumisensa aikana siirtyä joko lähemmäs (tai kauemmas) tähdestään. Tähtiä hipovat kaasujätit olivat voineet alun perin muodostuneet kauempana, jossa jäitä on yllin kyllin. Nykyään näyttää siltä, että Jupiter ja Saturnuskin ovat seikkailleet villissä nuoruudessaan ympäri aurinkokuntaa.
Konstit etsiä planeettoja ovat nykyään pitkälti samat kuin ennenkin: tähden edestä kulkevat planeetat himmentävät tähden loistetta ja muunlaisilla radoilla kulkevat nykivät hiukan tähteä niin että se näyttää huojahtelevan taivaalla. Tähden valo on opittu miinustamaan kuvasta siten, että himmeät planeetat sen vierellä tulevat näkyviin. Näin on saatu muutamia suoria valokuvia eksoplaneetoista.
Eksoplaneettoja on silti hankalaa havaita. Tähdet ovat suuria ja kirkkaita, ja planeetat niiden rinnalla pikkuruisia, minkä lisäksi ne eivät säteile valoa – korkeintaan hehkuvat hiukan lämpiminä tai heijastavat tähden loimua.
Menetelmien tarkkuus on kuitenkin kehittynyt. Siinä missä aiemmin löydettiin vain ne ne helpot tapaukset – tähteä vavisuttavat läheiset jättiplaneetat – nykyään löydetään myös pieniä kiviplaneettoja kauempaa tähteään, alueelta, jossa vesi voisi esiintyä juoksevana. Sehän on kiinnostavaa, jos elämän etsintä kiinnostaa. Ja kiinnostaahan se! (Tässä kohtaa voidaan esittää asiallinen kysymys, tarvitseeko elämä vettä syntyäkseen. Lyhyesti: emme tiedä, mutta vesi on kovin yleistä Linnunradassa ja ainoa tuntemamme elämä tarvitsee vettä. Jotain liuotinta jossa kemialliset reaktiot tapahtuvat taidetaan tarvita. Ja jostainhan se etsintä on aloitettava.)
Tässä videossa neljä Jupiteria suurempaa planeettaa kiertää kirkasta tähteä HR 8799, joka sijaitsee noin 130 valovuoden päässä meistä. Kaikki kiertävät tähteä melko kaukana – sisin niistä kiertäisi aurinkokunnassa Saturnuksen ja Uranuksen ratojen välissä. Tähden valo on saatu poistettua kuvasta, jolloin planeetat tulevat näkyviin. Videoon on yhdistetty Keck-teleskoopilla seitsemän vuoden aikana tehdyt havainnot planeettojen liikkeestä.
Tätä kirjoittaessa vahvistettuja eksoplaneettalöytöjä on reilut 3 600 kappaletta. Tunnemme 616 useamman planeetan järjestelmää. Näiden avulla voidaan koettaa arvioida, miten yleisiä erilaiset planeetat lopulta ovat. Koska käytännössä kaikki löytyneet eksot sijaitsevat Linnunradassa, arviot koskevat suoraan omaa galaksiamme.
Lähtökohta on toki se, montako tähteä Linnunradassa on. Niitäkään ei kukaan ole yksitellen laskenut (ajatelkaa, mikä homma siinäkin olisi) emmekä edes voi nähdä kaikkia, mutta eri havaintoja yhdistelemällä on päätelty, että niitä on sadasta neljäänsataan miljardia kappaletta.
Muodostuuko kaikkien niiden ympärille planeettoja? Varmastikaan ei ihan jokaisen, koska tähdet muodostuvat suurissa ryppäissä ja naapuruston meiningit vaikuttavat planeettoja synnyttävän kiekon olemassaoloon. Iso kirkas naapuri saattaa säteillä koko kiekon tiehensä. Mutta kaikki tähdet syntyvät kaasupilvistä, ja kiekon muodostuminen niiden ympärille tapahtuu luonnollisena seurauksena sille, että pilven materiaalia putoaa pyörivän tähtialokkaan pinnalle.
Tähdet valmistavat ydinprosesseissaan ja supernovina räjähdellessään raskaampia alkuaineita. Punaiset jättiläistähdet rakentelevat pölyä pintakerroksissaan, jotka ne hulmauttavat avaruuteen elämänsä ehtoolla. Mitä useampi tähtisukupolvi on rikastuttanut kaasupilviä posahdellessaan, sitä enemmän siellä on planeettojen rakennusmateriaaleja.
Millaisia planeettoja siellä syntyy? Kaasuplaneetat kasvavat kaasun avulla, ja kun tähti on kasvanut riittävän suureksi syttyäkseen loistamaan, se puhaltaa kiekon kaasut ympäriltään hiiteen. Kiviplaneetat voivat kasvaa edelleen popsimalla ympäristönsä kiinteitä murikoita joita nuoren tähden uhittelu ei hätkäytä. Näitä kiviplaneettojen tähteitä on meilläkin edelleen olemassa, kutsumme niitä asteroideiksi.
Toistaiseksi löydettyjen eksoplaneettojen koko- ja koostumusjakauman perusteella alkaa näyttää siltä, että planeetat ovat valtavan yleisiä, ja kiviplaneettoja on enemmän kuin kaasujättejä. Viralliset arviot Linnunradan eksoplaneettojen määrästä liikkuvat 100 miljardin planeetan kieppeillä, ja Auringon kaltaisten tähtien ympärillä, alueella jossa vesi voi virrata nestemäisenä, on arvioitu olevan reilut 10 miljardia kivistä planeettaa. Sitten ovat vielä ne arviolta miljardit yksinäiset hiipparit, jotka ovat tulleet singotuksi ulos planeettakunnastaan sen syntyaikojen lähiohituksissa. Aurinkokuntakin näyttää dynamiikkalaskujen mukaan menettäneen ainakin yhden planeetan tällä tavalla.
Ovatko ne elinkelpoisia? Sitä ei osaa sanoa kukaan. Käsityksemme elämästä on hiukan rajallinen, mutta lääniä näyttää piisaavan. Ja etsintähän on oikeastaan vasta alkanut.
Koska eksoplaneettoja on niin vaikea valokuvata, ja ne nähdään kuvissa toistaiseksi vain murheellisina valotöhninä, voimme koettaa tehdä valistuneita arvailuja siitä, miltä niiden pinnalla voisi näyttää. Tätä varten on olemassa avaruuskuvittajia, jotka tekevät tähtitieteilijöiden kanssa yhteistyötä, jotta kuvat voisivat vastata todellisuutta mahdollisimman hyvin. Tämä taiteilijan näkemys esittää auringonlaskua nähtynä kolmoistähtijärjestelmässä kiertävältä planeetalta nimeltä Gliese 667 Cc. Se vastaa massaltaan noin neljää maapalloa ja sijaitsee meistä vajaan 24 valovuoden etäisyydellä. Tällaisia planeettoja kutsutaan usein supermaapalloiksi, ja koska sen läpimittaa ei tunneta, ei ole varmaa, onko kyseessä kiviplaneetta vai hyvin pieni kaasuplaneetta. Tässä on kuviteltu sen olevan kiviplaneetta (jonka pinnalla virtaa vieläpä jotain nestettä). Taivaan kirkkain tähti on punainen kääpiö Gliese 667 C. Kaksi muuta tähteä, Gliese 667 A ja B, sijaitsevat kauempana ja näkyvät taivaalla oikealla.
Kuva ESO / L. Calçada
Vastaa
Pallomaiset tähtijoukot, galaksinmuodostuksen fossiilit
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 1.10.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017.
M80 on yksi Linnunradan tiheimmistä pallomaisista tähtijoukoista ja sijaitsee Skorpionin tähdistön suunnalla. Sen sadat tuhannet tähdet ovat pakkautuneet halkaisijaltaan 95 valovuotta olevan pallon sisään. Sen tähdet ovat noin 12,5 miljardia vuotta vanhoja.
Kuva Nasa, The Hubble Heritage Team, STScI, AURA
Pallomaiset tähtijoukot ovat ensisilmäyksellä juuri sitä, mitä päällä lukee. Ne ovat pallomaisia, ytimestään tiheitä ja ulospäin harvenevia tähtiryppäitä, joiden muoto on varsin säännöllinen. Niissä on tyypillisesti noin sata tuhatta tähteä, mutta tähtiä voi olla miljoonakin. Ne kiertävät galaksien keskustoja satunnaisen muotoisilla radoilla itsenäisinä, gravitaation koossapitäminä yksiköinä. Tyypillisesti on niin, että mitä suuremmasta galaksista on kyse, sitä useampia pallomaisia joukkoja sen ympäriltä löytyy. Pallomaisia tähtijoukkoja löytyy kaikkien paitsi aivan pienimpien kääpiögalaksien ympäriltä.
Useimpien pallomaisten tähtijoukkojen tähdet ovat erittäin vanhoja. Itse asiassa niiden tähdet ovat usein kaikkein vanhimmasta päästä tähtiä, mitä on ylipäätään löydetty. Lisäksi yhden joukon tähdet näyttävät olevan suunnilleen saman ikäisiä. Ne siis ovat mitä ilmeisimmin muodostuneet samaan aikaan. Miten ihmeessä? (Joistain joukoista on löydetty näennäisen eri-ikäisiä tähtipopulaatioita, mutta ne selittyvät tavalla joka ei muuta samaan aikaan muodostumisen periaatetta. Asiasta kirjoitettiin pitkästi Tähdet ja avaruus –lehden numerossa 1/2015.)
Vielä 1990-luvulla pallomaiset tähtijoukot olivat hyvin kiusallinen mysteeri: niiden tähdet näyttivät olevan vanhempia kuin maailmankaikkeus itse. Vasta kun universumin havaittiin laajenevan kiihtyvällä nopeudella, pallomaiset joukot mahtuivat sen aikaskaalaan. Ne ovat kuitenkin edelleen universumin kaikkein muinaisimpia rakenteita. Vanhimmat niistä ovat peräisin ajalta ennen galakseja, joskin kaikki näyttävät muodostuneen kaasusta joka oli jo kiertänyt muutamien tähtisukupolvien läpi. Ne eivät siis ole varsinaisesti ensimmäisiä tähtiä.
Tähdet syntyvät, kun tähtienvälisessä avaruudessa olevat tiheät kaasu- ja pölypilvet pääsevät luhistumaan oman painonsa alla jonkin ulkoisen häiriön johdosta. Jättiläismäisen kaasupilven luhistuessa tähtiä syntyy kerralla jopa satoja tuhansia. Eri massaisia tähtiä syntyy tietyssä suhteessa: pieniä ja pitkäikäisiä tähtiä syntyy aina tietty määrä enemmän kuin raskaita, lyhytikäisiä jättejä.
Sama pätee myös pallomaisiin tähtijoukkoihin. Koska ne ovat erittäin vanhoja, kaikkein raskaimmat tähdet ovat ennättäneet räjähtää supernovina jo kauan sitten. Koska tähden massa sanelee sen odotettavissa olevan eliniän hyvin tiukasti, pallomaisen tähtijoukon ikä selviää tutkimalla missä kehityksen vaiheessa sen raskaimmat tähdet ovat.
ω Centauria on pidetty pitkään Linnunradan suurimpana pallomaisena tähtijoukkona, mutta sen 10 miljoonassa tähdessä näyttää olevan paljon eri ikäisiä yksilöitä. Ne eivät siis ole kaikki syntyneet samaan aikaan kuten pallomaisissa tähtijoukoissa. Se saattaakin todellisuudessa olla muinoin kaapatun kääpiögalaksin entinen ydin, jonka ulko-osat ovat tulleet rohmutuiksi osaksi Linnunrataa. Jonkin aikaa näytti siltä, että sen ytimessä on kookas musta aukko, mutta sen olemassaolosta kiistellään.
Kuva ESO / INAF-VST / OmegaCAM ja A. Grado / INAF-Capodimonte Observatory
Nykyään tiedetään, että lähes kaikki tuntemamme pallomaiset tähtijoukot muodostuivat universumin kahden ensimmäisen miljardin vuoden aikana. Linnunradan vanhimmat tunnetut pallomaiset tähtijoukot ovat yli 13 miljardia vuotta vanhoja.
Kerroimme viime viikolla ensimmäisistä tähtistä ja galakseista ja siitä, miten ne syntyivät pimeän aineen taskuissa universumin ollessa vielä nuori. Nämä taskut, eli pimeän aineen tihentymät, houkuttivat gravitaation avulla itseensä sitä enemmän kaasua, mitä massiivisempia ne olivat. Kaikkein massiivisimmissa pimeän aineen pilvissä syntyivät ensimmäiset pallomaiset tähtijoukot yhdessä rykäisyssä, kun kaasua oli saatavilla tarpeeksi.
Galaksit kasvoivat suuremmiksi kun taskut sulautuivat yhteen, ja pallomaiset tähtijoukot seurasivat mukana. Myöhemminkin galaksit ovat noudattaneet samaa reseptiä eli kavereiden popsimista kokonsa kasvattamiseen, ja niitä aina ympäröivä pimeä aine ja pallomaiset tähtijoukot ovat seuranneet mukana. Juuri tästä syystä suurimmiksi kasvaneilla galakseilla on eniten pallomaisia tähtijoukkoja.
Linnunradalta pallomaisia tähtijoukkoja on löydetty reilut 150 kappaletta, ja muutamia on ehkä edelleen löytämättä. Onko se paljon vai vähän? Naapurillamme, hiukan suuremmalla spiraaligalaksilla Andromedalla niitä näyttää olevan 460 kappaletta. Galaksijoukkojen keskustoissa röhnöttävät jättiläismäiset ellipsigalaksit ovat galaksimaailman superkannibaaleja. Neitsyen galaksijoukon jättiellipsin M87 ympärillä on arvioitu pörräävän peräti 12 000 pallomaista joukkoa.
Pallomaisia tähtijoukkoja saattaa syntyä harvakseltaan edelleen, mikäli olosuhteet ovat oikeat: hulppeasti kaasua synnyttämässä samanaikaisesti lähekkäin suuria määriä tähtiä, jotka jäävät kimppaan painovoiman ansiosta. Valtavien galaksitörmäysten yhteydessä törmäävissä kaasupilvissä onkin nähty syntyvän runsaasti massiivisia tähtiryppäitä, jotka näyttävät aivan nuorilta pallomaisilta joukoilta.
Eräs tutkijayhteisöä edelleen askarruttava asia on rajanveto pallomaisten tähtijoukkojen ja pienten galaksien välillä. Raja on hämärtynyt entisestään viime vuosina: on nimittäin löydetty äärimmäisen tiiviitä tähtiryppäitä, jotka voivat olla joko suuria pallomaisia joukkoja tai pieniä galakseja. Hyvä esimerkki tällaisesta kohteesta on Linnunradan suurin pallomainen tähtijoukko, ω Centauri, joka sisältää jopa 10 miljoonaa tähteä. Se saattaa hyvinkin olla alun perin kääpiögalaksin ydin, joka tuli kaapatuksi Linnunrataan.
On hauskaa kuvitella seisovansa pallomaisen tähtijoukon ytimessä olevalla planeetalla. Sen pinnalla ei ole koskaan yö. Taivasta täplittää joka hetki lukemattomia huikean kirkkaita tähtiä, ja taivas olisi jopa sata kertaa kirkkaampi kuin maapallolla päiväsaikaan. Yhtään planeettaa niistä ei kuitenkaan ole vielä löydetty, mutta etsinnät jatkuvat. Voi olla, että pallomaiset tähtijoukot synnyttäneessä varhaiskaasussa ei ollut vielä riittävästi raskaampia alkuaineita planeettojen muodostamiseen.
Tässä ESOn videossa zoomataan Skorpionin tähdistön suunnalla olevaan pallomaiseen tähtijoukkoon M4. Sen tähdet ovat noin 12,2 miljardia vuotta vanhoja. Joukon läpimitta on 35 valovuotta, ja se levittäytyy taivaalla suunnilleen täysikuun kokoiselle alueelle. Sen pallomaista tähtijoukkoisuutta ei kuitenkaan voi erottaa paljaalla silmällä, vaikka sen kirkkain ydinosa onkin kunnolla pimeässä paikassa juuri ja juuri erotettavissa. Videon alussa näkyvä galaksi on todella oma Linnunratamme ja se näyttää hiukan siltä, kuin sitä katsottaisiin ulkopuolelta. Kuvaan on levitetty Linnunrata sellaisena kuin se näkyy ympäri taivasta, jolloin se näyttää tällaiselta.
ESAn Gaia-avaruusteleskooppi on huippuhyvä mittaamaan tähtien sijainteja ja etäisyyksiä. Se laukaistiin vuonna 2013 ja sen ensimmäisen vuoden havaintoihin perustuvaan kuvaan on merkitty Linnunradan ympärille valkoisella sen havaitsemat pallomaiset tähtijoukot, joskaan kuvasta eivät löydy kaikki 150+ pallojengiä. Kuvaan on merkitty myös muutamia nuorten tähtien muodostamia avoimia tähtijoukkoja sekä lähistön galakseja, kuten Magellanin pilvet, Andromeda ja Kolmion galaksi (M33) sekä pari Linnunradan pientä hännystelijää, kuten pallomaiset kääpiögalaksit (dSph) Draco ja Ursa Minor. Kuva suurenee klikatessa.
Kuva ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
2 kommenttia “Pallomaiset tähtijoukot, galaksinmuodostuksen fossiilit”
-
Kari Teliö sanoo:
Mitä suuruusluokkaa ovat pallomaisten tähtijoukkojen erillisten tähtien välimatkat lähellä keskustaa? Voisiko nykyjärjestelmillä päästä mahdolliselta planeettajärjestelmältä toiselle ihmisiän aikaskaalassa? Jos ei niin pystyisikö moderneilla kaukoputkilla näkemään viereiseltä planeettajärjestelmältä toiselle toisin kuin meillä täällä?
-
Pallomaisen tähtijoukon ytimessä voi olla peräti tuhat tähteä kuutiossa, jonka sivu on 3,26 valovuotta (eli yksi parsek). Vertailun vuoksi, Aurinkoa lähin tähti Proksima Kentauri on 4,2 valovuoden päässä. Tällöin tähtien väliset etäisyydet ovat verrattavissa aurinkokunnan planeettoja sisältävän ydinalueen kokoon, eli matkustaminen nykymenetelmin olisi siellä ihmisiässä mahdollista. Pallomaiset tähtijoukot eivät kuitenkaan liene suotuisia vakaiden planeettajärjestelmien muodostumiselle toistuvien tähtiohitusten vuoksi.
Vastaa
Miten Linnunrata muodostui?
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 24.9.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017.
Usein ajatellaan, että galaksit ovat tähdistä muodostuvia pilviä. Mutta kummat syntyivät ensin, tähdet vai galaksit? Entä mitä roolia pimeä aine tässä kaikessa näyttelee?Maailmankaikkeus oli vastasyntyneenä hyvin pieni ja kuuma. Pian kosmisena inflaationa tunnettu tapahtuma venäytti universumin huikean paljon suuremmaksi. Aine pääsi syntymään, kun laajenemista ajanut energia hajosi ensin jakamattomiksi alkeishiukkasiksi (kuten kvarkeiksi) joista pienen jäähdyttelyn jälkeen muodostui kaikkein yksinkertaisimpia atomiytimiä (lähes pelkästään vetyä ja heliumia). Samaan aikaan muodostuivat myös suosituimmat kandidaatit pimeän aineen hiukkasiksi.
Kosminen mikroaaltotaustasäteily on säteilyä, joka vapautui, kun universumi oli noin 380 000 vuotta vanha ja jäähtynyt riittävästi, jotta säteily pääsi liikkumaan vapaasti atomien välissä. Siinä näkyvät edelleen erikokoisina laikkuina kosmisen inflaation kasvattama kuva pienistä kvanttitason heilahteluista. Ne ovat hiukan eri lämpöisiä, ja kuumemmat (punaiset) alueet ovat tiheämpiä kuin kylmemmät (siniset). Punaiset alueet houkuttivat ainetta itseensä ja toimivat näin galaksien siemeninä.
Kuva ESA ja the Planck Collaboration
Laajenemista edeltävässä universumissa oli tapahtunut pienenpientä satunnaista energian vaihtelua, kutsukaamme sitä yksinkertaisuuden nimissä vaikkapa kvanttipörinäksi. Inflaation seurauksena näiden piskuisten vaihteluiden kuva tavallaan jäätyi universumiin samalla kun niiden koko venähti äkkiä suuremmaksi. Kosmokseen jäi tämän seurauksena pieniä tiheys- ja lämpötilaeroja, jonka kaikkialla vellova aine tunsi nahoissaan. Se alkoi hitaasti kasaantua gravitaation houkuttamana tiheämpiin alueisiin, tehden niistä entistä tiheämpiä. (Venähtäneen kvanttipörinän jäljet muuten näkyvät edelleen kosmisessa mikroaaltotaustasäteilyssä sen eri kokoisina laikkuina. Ne ovat peräisin juuri niistä tiheys- ja lämpötilaeroista joista tässä puhutaan.)
Myös pimeässä aineessa oli tiheysvaihteluja. Koska pimeä aine ei jää jumittamaan tavallisen aineen kanssa vaan menee sen läpi miten lystää, sen tihentymät pääsivät kasvamaan hiukan nopeammin. Varhaiseen universumiin muodostuikin eräänlaisia pimeän aineen taskuja, joiden pohjalle alkoi gravitaation vetämänä kertyä vety- ja heliumkaasua kuin nenäliinanöyhtää konsanaan.
Pimeä aine siis auttoi tavallista ainetta – sitä, mistä tähdet ja lopulta planeetat, sinä, kumminkaimasi ja koirasi olette muodostuneet – klimppiintymään. Kaasussa olevat tihentymät pääsivät kasvamaan taskujen pohjalla niin suuriksi että ne luhistuivat tiiviiksi, kuumiksi palloiksi. Ensimmäiset tähdet syttyivät loistamaan. Aikaa alkuräjähdyksestä oli kulunut parisataa miljoonaa vuotta.
Tämä Linnunradan liepeillä seikkaileva kääpiögalaksi nimeltä Leo IV muistuttaa hiukan varhaisimpia galakseja. Sen tähtien yhteenlaskettu kirkkaus vastaa 15 000 Aurinkoa, mutta tähtien liikkeistä päätellen siinä on massaa yhteensä noin 1,5 miljoonan Auringon verran. Suuri osa massasta on siis pimeää ainetta. Valtaosa Leo IV:n tähdistä on yli 12 miljardia vuotta vanhoja. Leo IV:ssä ei kuitenkaan tällä hetkellä tapahdu uusien tähtien muodostumista. Se on saattanut menettää tähtien muodostamiseen tarvittavan kaasunsa muille galakseille. Se on niin himmeä, ettei se erotu taustataivaasta juuri lainkaan. Galaksin ulkoreunat on hahmoteltu kuvaan katkoviivoin. Kuva Nasa, ESA ja T. Brown (STScI)
Ensimmäiset galaksit olivatkin pimeän aineen kammitsoimia kaasupilviä, joiden sisällä syntyi ja räjähteli massiivisia, ensimmäisen sukupolven tähtiä. Ne muodostivat ydinreaktioissaan ja räjähtäessään raskaampia alkuaineita ja pintakerroksissaan pölyhiukkasia. Pimeän aineen taskut houkuttivat toisiaan puoleensa, sulautuivat yhteen ja toivat mukanaan oman kaasunsa ja tähtensä. Lisää ainetta tuli mukaan myllerrykseen, ja syntyi lisää tähtiä. Varsinaiset galaksit alkoivat kasvaa.
Myös Linnunrata on kehittynyt nykyiseen mittaansa syöpöttelemällä pienemmillä naapureillaan: noin puolet Linnunradan aineesta näyttää tulleen muista galakseista. Ryystämme tälläkin hetkellä kaasua kahdesta naapuristamme, Magellanin pilvistä. Meitä kiertää kaukaisilla radoilla erittäin vanhoja tähtiä, jotka ovat syntyneet aivan maailmankaikkeuden nuoruudessa. Ne näyttävät tulleen kaapatuiksi muinaisissa galaksitörmäyksissä. Ympärillämme pörrää myös noin 150 ikivanhaa pallomaista tähtijoukkoa, jotka liittyvät olennaisella tavalla Linnunradan ja muiden galaksien syntyyn, mutta käsitellään niitä erikseen ensi viikolla.
Kun katsomme kauas avaruuteen, katsomme myös ajassa taaksepäin, sillä vaikka valo on nopein asia mikä avaruudessa liikkuu, silläkin kestää. Meistä noin kahdeksan miljardin valovuoden etäisyydellä olevat galaksit näyttävät suht samanlaisilta: on ellipsejä ja spiraaleja sekä epäsäännöllisiä yksilöitä. Mutta mitä kauemmas katsotaan, sitä kummallisempia galakseja näkyy. Niissä syntyy villisti uusia tähtiä oudoissa rykelmissä, ja koska ne olivat lähempänä toisiaan, lähiohitukset väänsivät niiden muotoja usein. Linnunratakin lienee ollut nuoruudessaan yhtä hassun näköinen.
Linnunrata ei ole vielä valmis, vaan muodonmuutoksia on edelleen luvassa. Suuri naapurimme Andromeda ja me olemme nimittäin törmäyskurssilla, ja Andromeda lähestyy meitä noin 110 kilometrin sekuntinopeudella. Koska välimatkaa on mittavasti, galaksit kohtaavat vasta noin neljän miljardin vuoden kuluttua ja kieputtuaan aikansa toistensa ympäri ne muodostavat joko suuren elliptisen galaksin tai jättimäisen spiraaligalaksin.
Hubble-avaruusteleskoopin eXtreme Deep Field –kuva on otettu eteläisen Sulatusuunin tähdistön suunnalta, sellaiselta alueelta taivasta, jossa ei juuri näy tähtiä. Se on siis ikkuna galaksiavaruuteen. (Kuvassa erottuu itse asiassa kolme tähteä, ne erottaa galakseista siinä että niiden ympärillä näkyy sädemäinen kuvio – kaikki muut ovat galakseja). Kuvan alue on halkaisijaltaan vain noin kymmenesosa täysikuun leveydestä. Kuvaa on valotettu yhteensä 23 vuorokautta, ja siinä erottuu noin 5 500 galaksia. Niistä kaukaisimmat nähdään sellaisina, kuin ne olivat noin 13,2 miljardia vuotta sitten. Universumi on 13,8 miljardia vuotta vanha.
Kuva Nasa; ESA; G. Illingworth, D. Magee ja P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; ja the HUDF09 Team
2 kommenttia “Miten Linnunrata muodostui?”
-
Victoria sanoo:
Hei, haluan kysyä: kun me näemme valokuvia Lininraadasta (esim. suomenkielessä wikipediassa on valokuva Linnuraadasta), onko se Carina-Sagittarius haara, joka näkyy meille ja joka kuvataan? Tuskin se on Orionin haara joka näkyy meille ”pilvikiekkona”? Wikipedian mukaan: ”Kaikki Linnunradan paljain silmin näkyvät tähdet ovat 6 500 valovuoden etäisyydellä Auringosta” ja Orionin haara on vain 3500 valovuotta ”paksuinen”. Kiitos. Victoria
-
Linnunradan kierteishaarat eivät ole läpitunkemattoman paksuja, vaan läpikuultavia, ja yhden haaran takaa kuultavat läpi sen takana olevat Linnunradan osat. Taivaalla näkyvä Linnunradan vyö ei näin ole yksittäinen haara, vaan eri suuntiin katsomalla näemme Linnunradan haarojen osia eri suunnissa. Toki taivaalla näkyvät yksittäiset tähdet ovat varsin lähellä meitä, ja iso osa niistä kuuluu siihen osaan galaksiamme jota kutsumme Orionin haaraksi.
Taivaalla näkyvä Linnunrata näyttää kuitenkin pikemminkin valosumulta (jota raidoittavat tummemmat pölypilvet), joka koostuu miljardeista eri etäisyyksillä näkyvistä tähdistä. Eteläisen pallonpuoliskon taivaalta voi erottaa galaksimme keskusosia, ja siinä suunnassa olevia haaroja kutsutaan nykyään Jousimiehen ja Kilpi-Kentaurin haaroiksi. Tuossa suunnassa Linnunradan valohehkuun vaikuttavat myös galaksimme keskuspullistuman tiheä tähtipaljous sekä koko toinen puolikas galaksistamme, joka on keskustan takana. Taivaalla näkyvän Linnunradan vanan ohkaisimmat alueet ovat vastakkaisella puolella, ja siinä suunnassa näkyy enemmän Perseuksen haaran ja Ulomman haaran tähtien valoa.
Mahdoinko vastata selkeästi? Eli useimmat yksittäiset, paljaalla silmällä erottuvat tähdet ovat karkeasti sanottuna osa Orionin haaraa, mutta taivaalla näkyvään Linnunrataan vaikuttavat myös paljon kauempana, muissa haaroissa olevat miljardit tähdet, joita emme enää erota yksittäisiksi tähdiksi vaan näemme ne valosumuna.
-
Vastaa
Jättiläinen Linnunradan keskustassa
Linnunradan keskustan alue Hubble- ja Spitzer-teleskooppien infrapuna-alueella kuvaamana. Kuvan alue on leveydeltään 300 valovuotta. Alueella on harvaa kaasua, johon vastasyntyneiden nuorten tähtien joukot puhaltavat kuplamaisia onkaloita. Sagittarius A* sijaitsee kuvan oikealla puolella olevan, spiraalia muistuttavan rakenteen uumenissa.
Kuva NASA, ESA, Q.D. Wang (University of Massachusetts, Amherst) and S. Stolovy (Caltech)
Teksti ilmestyi Ursan Facebook-sivulla 17.9.2017 osana Bongaa Linnunrata –kampanjaa 8.9.–8.11.2017.
Linnunrata on galaksiksi varsin suurikokoinen, vaikkakaan ei suurimmasta päästä. Galaksit kasvavat kookkaammiksi törmäilemällä toisiinsa sekä riipimällä ympärilleen ohikulkevista pienemmistä galakseista tähtiä ja kaasua. Kannibalismi on galaksien keskuudessa hyvin yleistä! Supermassiivisen mustan aukon päätellään kasvavan lopulta kaikkien tällaisten kookkaiden galaksien ytimeen toveritörmäysten seurauksena.Tavanomainen musta aukko syntyy raskaan tähden luhistuessa, kun sen ydinreaktiot lakkaavat. Tällaiset arkiset aukot painavat enimmillään ehkä kymmeniä Auringon massoja. Supermassiiviset mustat aukot ovat kuitenkin ihan omaa kokoluokkaansa: kaikkein järeimmissä niistä on kymmeniä miljardeja kertaa niin paljon massaa kuin Auringossa.
Yleisen suhteellisuusteorian mukaan painovoima eli gravitaatio on avaruuden kaareutumista massojen vaikutuksesta. Mustat aukot ovat avaruuden alueita, joissa painovoima kaareuttaa avaruutta niin jyrkästi, että edes valo ei jaksa kiivetä sieltä ulos. Näin voi käydä, jos ainetta rutataan riittävän tiukasti kasaan. Syntyy niin tiivis kappale, että – hyvin kansantajuisesti ilmaistuna – sen avaruuteen painama kuoppa repeääkin kuiluksi. Kuilussa, jota kutsutaan singulariteetiksi, avaruuden kaareutuminen on ääretöntä eivätkä tunnetut fysiikan lait päde. Singulariteettia ympäröi kauempana näkymätön rajapinta nimeltä tapahtumahorisontti. Sen ylittävät asiat päätyvät aukkoon lopulta, mutteivät välttämättä heti. Tuon rajan takaa meillä ei ole keinoja saada mitään tietoa.
Mustat aukot kasvavat suuremmiksi, kun niihin putoaa ainetta. Ne eivät kuitenkaan ole mitään arvaamattomia imureita jotka ryystävät siekailematta kaiken ympäristöstään: jollei mene tapahtumahorisontin yli nuuskimaan, aukon läheltäkin pääsee vielä karkuun.
Koska valo jää tapahtumahorisontin taakse jumiin, mustat aukot ovat näkymättömiä. Ainoa tapa havaita niitä on katsoa, sattuisiko niitä kiertämään jotain, minkä voi havaita. Avaruudessa asiat kiertävät toisiaan tietyllä tavalla, joka riippuu niiden massasta. Jos jossakin näkyy tähti, joka kiepahtelee jonkun pienen näkymättömän pisteen ympärillä aivan kuten tuossa pisteessä olisi valtavat määrät massaa, siellä on todennäköisesti musta aukko. Joistain kaukaisemmista galakseista on havaittu ytimen suunnalta tuhansien valovuosien päähän sinkoavia hurjan nopeita, kapeita kaasusuihkuja. On päätelty, että ainoa riittävän energinen mekanismi piiskaamaan suihkuja olisi järeä musta aukko ja sen ympäristö.
1930-luvun alussa, kun radiotähtitiede oli vielä aivan lapsenkengissään, heppu nimeltä Karl Jansky huomasi Linnunradan lähettävän radiosäteilyä. Säteily oli kaikkein voimakkainta galaksin keskiosien suunnalla. Havaintolaitteiden kehittyessä huomattiin, että keskustan keskellä oli pieni, voimakkaasti säteilevä alue. Se sai 1980-luvulla nimen Sgr A*, eli Sagittariuksen (Jousimiehen) alueella oleva, atomeita virittävä säteilylähde (*) A (lausutaan ”Sagittarius A tähti”).
Tuota kohdetta kiertää useita tähtiä, jotka tulevat parhaimmillaan kutakuinkin yhtä lähelle sitä kuin kääpiöplaneetta Pluto kiertää Aurinkoa. Ne eivät kuitenkaan törmää alueella mihinkään. Ja silti tuohon pieneen, planeettakuntamme kokoiseen alueeseen on tähtien ratojen perusteella pakkautunut noin neljän miljoonan Auringon massan verran näkymätöntä materiaa. Haiskahtaa mustalle aukolle!
Itse asiassa tämä kirkas säteilylähde ei ole aivan tuon alueen keskellä, vaan hiukan siitä sivussa. Sen tulkitaankin olevan todennäköisesti aukkoa kiertävä, rankasti säteilevä kaasukiekko jonne aukkoa muinoin kiertäneet tähdet ja kaasupilvet ovat riipiytyneet, tai kenties aukon navoilta sinkoavaa ainetta. Linnunradan musta aukko on kuitenkin nykyään dieetillä, ja siitä mitataan röntgenröyhtäyksiä vain harvakseltaan. Aukkoon ei siis näytä juurikaan putoavan ainetta.
Sgr A* ei ole galaksin keskustassa yksin, vaan siellä käy melkoinen kuhina. Sisimmän, kolmisen valovuotta kanttiinsa olevan kuution sisällä on tyrmäävät 10 miljoonaa tähteä (vertailun vuoksi: Aurinkoa lähin tähti on noin neljän valovuoden päässä), joista useimmat ovat pieniä ja vanhoja, mutta seassa on yli sata erittäin nuorta ja kirkasta tähteä. Lähistöllä on myös vanhoja supernovajäänteitä ja aukkoa kohti pyörteileviä kaasupilviä. Sgr A*:lla saattaa olla myös keskimittainen kaveri: reilu viikko sitten raportoitiin, että 200 valovuoden päässä siitä näyttää olevan musta aukko, jolla on massaa 100 000 Auringon verran.
Parhaillaan on käynnissä kansainvälinen havaintohanke nimeltä Event Horizon Telescope, jossa koetetaan saada ympäri maapalloa sijaitsevien radioteleskooppien avulla kuva Linnunradan jättiaukosta. Kun laitteiden tuottama aineisto yhdistetään, saadaan aikaan illuusio yhdestä maapallon kokoisesta teleskoopista. Kuvaan pitäisi piirtyä mustan aukon ääriviiva: sirpin tai renkaan muotoinen valokehä, joka kehystää mustaa ympyrää. Sagittarius A* kuvattiin tämän vuoden keväällä, ja havainnoista koottua kuvaa odotellaan nähtäväksi tulevana talvena.
Suurhanke Event Horizon Telescope (EHT) yrittää saada kuvattua Sagittarius A*:n suoraan, ja kuvaushanke on jo käynnissä. Tuloksia odotellaan yhä. Miltä aukko näyttäisi radiokuvissa? Tietokonesimulaatioiden mukaan näyttäisi tältä, jos aukkoa katsottaisiin yläviistosta. Hurja painovoima vääntää aukkoa kiertävän kaasukiekon säteilemän valon renkaaksi aukon ympärille. Tumma pyöreä alue on mustan aukon varjo, tapahtumahorisontin rajaama alue.
Kuva Hotaka Shiokawa
Lisää EHT-kuvia ja -animaatioita: http://eventhorizontelescope.org/simulations-gallery
Vastaa
Sisällä Linnunradassa
![Linnunrata sellaisena kuin sen uskotaan näyttävän, taiteilijan näkemys. Aurinkokunnan sijainti on merkitty kuvaan pisteellä, joskin on sanottava että pisteen koko on roimasti suurempi kuin aurinkokunta ja edustaa pikemminkin sitä aluetta galaksista, jota voimme havaita näkyvän valon alueen kaukoputkilla ennen kuin spiraalihaarojen pöly tulee tielle. (Kuva Nasa / JPL-Caltech / R. Hurt [SSC-Caltech])](https://www.ursa.fi/blogi/otsikon-takana/wp-content/uploads/sites/16/2017/10/ssc2008-10a_Sm.jpg)
Linnunrata sellaisena kuin sen uskotaan näyttävän, taiteilijan näkemys. Aurinkokunnan sijainti on merkitty kuvaan pisteellä, joskin on sanottava että pisteen koko on roimasti suurempi kuin aurinkokunta ja edustaa pikemminkin sitä aluetta galaksista, jota voimme havaita näkyvän valon alueen kaukoputkilla ennen kuin spiraalihaarojen pöly tulee tielle. Kuva Nasa / JPL-Caltech / R. Hurt [SSC-Caltech]
Linnunrata näkyy parhaimmillaan mahtavana, miljardeista tähdistä koostuvana valovyönä halki kuuttoman, pimeän yötaivaan. Jos kiertäisimme maapallon ympäri eteläisen pallonpuoliskon kautta öiseen aikaan voisimme huomata, miten Linnunradan valovyö jatkuu katkeamatta koko matkan. Olemme selvästi jonkinlaisen litteän tähtijärjestelmän sisällä.
Tämä meitä ympäröivä tiheä tähtilettu on Linnunradan kiekko. Linnunrata on nimittäin tyypiltään litteä kierregalaksi (ja vielä tarkemmin sauvaspiraaligalaksi – tästä lisää kohta), aivan kuten vaikkapa kookas naapurimme Andromeda, jonka voi pimeissä oloissa nähdä taivaalla kuin himmeänä sormenjälkenä lähellä Linnunradan vanaa (Andromedan tähdistön suunnalla, totta kai). Kiekko on niin ohut, että jos kutistaisimme sen siten, että se mahtuu naftisti halkaisijaltaan metrin olevaan pahvilaatikkoon, kiekon paksuus olisi alle sentin.
Kooltaan Linnunrata on spiraaligalaksien kivaa keskikastia: siinä on 200–400 miljardia tähteä. Vain noin viisi prosenttia galaksin aineesta on näkyvässä muodossa, ja sitä ympäröi pallomaisena muodostelmana valtava pimeän aineen halo. Halon olemassaolo ja massa on voitu päätellä tavasta, jolla Linnunrata pyörii – sen ulkolaidoilla on oltava tuntematonta materiaa. Pahvilaatikkoesimerkkiä jatkaaksemme: pimeän aineen haloon käärittynä Linnunrata tulisi sulloa lootaan, joka on kaksi metriä leveä ja yhtä syvä.Koska meillä ei ole riittävän pitkää selfie-keppiä jolla voisimme husia galaksienväliseen avaruuteen ja ottaa Linnunradasta edustavan potretin, näemme ympärillämme vain kiekkoa. Meidän on käytettävä oveluutta saadaksemme selville, millainen kotigalaksimme oikein onkaan.
Hubblen ottama valokuva galaksista UGC 12158, jota pidetään hyvin saman näköisenä kuin Linnunrataa. Suunnilleen tällaisen kuvan siis saisimme sillä kyllin pitkällä selfie-kepakolla.
Kuva ESA/Hubble & Nasa
Linnunradan kierrehaarojen määrää on selvitetty tähystämällä tietynlaisten kaasupilvien esiintymistä kaukana kiekon tasossa. Näitä kaasupilviä nimittäin esiintyy runsaammin juuri kierteishaaroissa. Montako haaraa Linnunradalla on? Vastaus ei ole aivan yksinkertainen. Linnunrata näyttää olevan tiheästi itsensä ympärille kääriytynyt galaksi, jossa on hennompia ja voimakkaampia kierteitä. Virallinen vastaus tällä hetkellä on neljä: kaksi päähaaraa ja kaksi pienempää. Monenlaisen kaasun lisäksi kierteissä on runsaasti pölypilviä ja nuoria, kuumia tähtiä.
Kiekon keskellä on vanhojen tähtien muodostama keskuspullistuma, joka on Linnunradan tapauksessa sauvamainen puikula. Sauvamaisen muodon syntymekanismi ei ole aivan selvillä. Sen alueella näyttää syntyvän uusia tähtiä, ja on arveltu että ne kuljettavat tähtien syntyä ruokkivaa kaasua spiraalihaaroista keskustan alueelle. Kuten kaikissa suurissa galaksessa, myös Linnunradan ytimessä on supermassiivinen musta aukko, mutta siitä lisää ensi viikolla.
Galaksimme on toisiksi kookkain avaruuden saari galaksijengissä, jota kutsutaan vähän tylsästi ihan vaan paikalliseksi ryhmäksi. Porukan kingi on Andromeda, noin puolitoista tai kaksi kertaa Linnunradan kokoinen spiraaligalaksi. Kolmion galaksi on noin puolet Linnunradan läpimitasta, spiraali sekin. Näiden lisäksi ryhmässä majailee vähintään 50 pientä hännystelijää, joista osa kiertää jotakuta isompaa galaksia ja muut seikkailevat ryhmän liepeillä itsenäisemmin. Linnunrata ja sen vajaat sata seuralaista ovat osa havaittavan universumin vähintään 2 000 000 000 000 000 000 galaksia.
Linnunradan kolmiulotteisesta muodosta saa hyvän käsityksen tästä ESOn lyhyestä videosta (ei ääniä):
Vastaa
Lisää tiedettä, pyytävät suomalaiset
Tieteen tiedotus ry julkaisee kolmen vuoden välein Tiedebarometrin, joka mittaa Suomen pulssia sen kansalaisten suhtautumisessa tieteeseen ja teknologiaan. Tuorein barometri näki päivänvalon tänään. Mitä on muuttunut kolmessa vuodessa?
Aiempiin tiedebarometreihin (2001, 2004, 2007, 2010, 2013) verrattuna kiinnostus tiedettä kohtaan on kasvussa. Vastaajista peräti kaksi kolmesta (68 %) ilmoittaa seuraavansa kiinnostuksella tiedettä, tutkimusta ja teknologiaa koskevia asioita. Kiinnostushan ei tietysti välttämättä merkitse sitä, että siihen suhtauduttaisiin positiivisesti. (Kiintoisana sivuhuomiona viihteen seuraaminen on kolmessa vuodessa vähentynyt.)
Avaruustutkimusta ei kuitenkaan koeta järin kiinnostavaksi. Mainituista tieteenaloista sen kiehtovuus oli kaikkein matalin: vain 38 % vastanneista kertoi olevansa siitä kiinnostunut. Luku on pudonnut pari prosenttia kolmessa vuodessa.
Toisaalta Esko Valtaoja mainittiin tunnetuimmaksi edelleen vaikuttavaksi tieteenharjoittajaksi. Ja taas toisaalta, jos asiaa tarkastellaan ihan vain Ursan vinkkelistä, iso osa meidän aiheistamme on taivaan tapahtumia, jotka lasketaan kuuluvaksi ympäristöön (jos ei ympäristön tilaan) ja luontoon. Luonto taas kiinnostaa väkeä aivan valtavasti:
Hauskaa on tietysti myös se, että tiedeuutisia haluttaisiin olevan nykyistä enemmän:
Tiedebarometrin sanoma on lohdullinen siksikin, että julkista keskustelua seuraamalla ei aina tunnu siltä, että tiedettä arvostettaisiin erityisen korkealle. Tietoympäristömme on muuttunut nopeasti parin viimeisen vuosikymmenen kuluessa, kirjoittaa Tieteen tiedotuksen puheenjohtaja Markku Löytönen esipuheessaan. ”Tietoympäristömme nopeaan muutokseen liittyvä viimeaikainen julkinen keskustelu on kuitenkin saanut sävyjä, jotka antavat aiheen pohtia, vieläkö tieteeseen ja koulutukseen luotetaan. Keskustelussa on siirrytty postfaktuaaliseen aikaan, jossa asiantuntijuus voidaan sivuuttaa olan kohautuksella. Omia uskomuksia tukevat tiedon murut ja uskomukset kelpaavat paremmin kuin asiantuntemukseen perustuva tieto.”
Tiedebarometri 2016 on kaikkien luettavissa täällä: http://www.tieteentiedotus.fi/files/Tiedebarometri_2016.pdf
6 kommenttia “Lisää tiedettä, pyytävät suomalaiset”
-
MrrKAT sanoo:
Tiedebarometrin sivuilta.78 ja 86 voi myös lukea trendeiksi, että epäusko pseudotieteisiin, denialismiin ja humbuugiin (esim. ilmastodenialimi, horoskoopit, ufovierailut) on kasvamassa. Tältäkin kannalta tieteen ”kilpailijoiden” asemalta mediassa ja somessa on kannatuspohjaa putoamassa pois ja kriittisyys tieteenvastaisiin väitteisiin kasvamassa.
-
okulaari sanoo:
(tässä vielä parin painovirheen johosta korjattu versio)
Useita vuosia sitten, kun tähtitiede oli vielä selkeästi ja kaikkien ymmärrettävällä kielellä omana alanaan tällaisissa kyselyissä, se kilpaili tasavertaisesti ykköstilasta lääketieteen kanssa. Sittemmin tähtitiede on poistettu näistä kyselyistä ja tilalle on tullut useita tulkinnanvaraisia nimikkeitä kuten ”avaruustutkimus”. Tähtitiede ei suinkaan ole osa ns. ”avaruustutkimusta” vaikka avaruuslaitteilla tehdään myös tähtitieteellisiä havaintoja. Syynä käsitteiden sekoittamiseen on ilmeisesti, paitsi byrokraattinen uuskieli, myös todellinen taistelu julkisuudesta ja sen myötä rahoituksesta. Nimenomaan Ursan tulisi kiinnittää huomiota siihen, että tähtitiede palautettaisiin tällaisissa kyselyissä omaksi tieteekseen eikä pimitettäisi käsitesotkun vääristämänä ”avaruustutkimuksen” alle.
-
Ylipäätään käsite ”avaruus” ei ole minusta erityisen onnistunut. Siitä tuleen jotenkin mieleen erillinen paikka kuten ullakko jossa voi käydä ja tulla pois, vaikka maailmankaikkeuden todellisuudesta ei oikeasti voi poistua eikä maapalloa voi siitä sahata erilleen.
-
-
Antti jurttila sanoo:
mikä galaksi näkyy itsellä taivaalla päivä määrä on 13.2.2017 kello on 22.37 olisi kiva tietää
-
Hei Antti, Ursan tähtikartastosta näkee taivaan asennon kullakin ajanhetkellä:
Tähtitaivas 13.2.2017 klo 22.37
Ainoa paljaalla silmällä näkyvä galaksi on Andromedan galaksi, joka sijaitsee Andromedan tähtikuvion suunnalla, kartalla suunnilleen luoteessa. Itäisellä taivaalla ei ole galakseja, mutta voisiko kyselemäsi kohde olla ehkä Karhunvartijan kirkkain tähti Arcturus?
-
-
Olavi Kiviniemi sanoo:
Hiukan lisää tähtitiedettä tarvittaisiin kehiin, kun netti vilisee Nibirua ja tällaista, taitaa olla suomalaisen lähettämä:
3.9. 2017, 21:46:58 Moon fail it is absolute fake! Proof!! Kuu hoax.
https://www.youtube.com/watch?v=DeKwp5SV9yIOnhan siellä tietysti myös klikkausvideoita.
Vastaa
Pitkät ja hitaat jäähyväiset Rosettalle
Taiteilijan näkemys vielä vuonna 2013. Kuva ESA–C. Carreau/ATG medialab
Tunnistaisitko enää kuuluisaa komeettaa tästä kuvasta?
Vuonna 2003 Hubble-avaruusteleskooppi zoomaili kohti komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkoa. Euroopan avaruusjärjestö oli laukaisemassa seuraavana vuonna suunnilleen minibussin kokoisen Rosetta-luotaimen sen kiertoradalle. Rosettan kyydissä tulisi olemaan myös Philae-niminen laskeutuja. Mitä perillä oli odotettavissa?
67P kesäkuun lopussa 2014. Kuva SA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Noin 10 vuotta myöhemmin, pitkän taipaleen lopulla komeetta alkoi viimein häämöttää Rosettan instrumenttien näkökentässä epämääräisenä pylpyränä. Lähestyessä kuva kirkastui, ja pian nykyään jo tutuksi käynyt kumiankkamainen hahmo piirtyi näkyviin. Komeetalla olikin kaula!
Nyt Rosetta on hyörinyt 67P/Churyumov-Gerasimenkon ympärillä jo reilut kaksi vuotta. Tämän aikana se on seurannut komeetan aktiivisuuden kasvua sen lähestyessä Aurinkoa. Lähiohitus tapahtui elokuussa 2015.
Nyt komeetta on kiitämässä kohti Jupiterin radan takaisia kylmiä seutuja ja sen aktiivisuus on jatkuvasti hiipumassa. Komeetta luotaimineen on myös ajautumassa radallaan meistä katsottuna Auringon taakse, ja lokakuussa yhteys Rosettaan tahmaisi tästä syystä pahanpäiväisesti. Eikä Rosetta ole enää mikään nuori ja vetreä luotain vaan vanha rokonarpinen sotaratsu joka on uurastanut avaruuden säälimättömissä oloissa jo 12 vuotta.
Hiukan samaan tyyliin kuin ikääntyvä, Saturnusta kiertävä Cassini-luotain, myös Rosetta on päätetty törmäyttää tutkimuksensa kohteeseen. Tai oikeastaan Rosettan kohdalla tekee mieli käyttää jotain hiukan pehmoisempaa sanaa (tuupsauttaa? töpsäyttää? pöksäyttää?). Se nimittäin ohjataan komeetan pintaan nopeudella joka vastaa suunnilleen kävelyvauhtia, 90 senttiä sekunnissa.
Käytetäänpä mitä sanaa tahansa, lopun ajat ovat joka tapauksessa käsillä: törmäys tapahtuu tänä perjantaina 30.9. Yhteys luotaimeen menetetään alkuiltapäivästä, jolloin Rosetta saavuttaa komeetan pinnan. Tieto örmäyksestä saapuu Maahan arviolta välillä 14.00-14.40 Suomen aikaa. Tätä ennen Rosetta ennättää vielä lähettää Maahan viimeiset havainnot lähestyvästä komeetan pinnasta.
Luotaimen laskeutumispaikka on alue nimeltä Ma’at 67P/Churyumov-Gerasimenkon pienemmän pylpyrän pinnalla. Alueella on Rosettan tutkittavaksi useita kiinnostavia, aktiivisia kuoppia, joista tupruaa tomua avaruuteen.
Syksyllä 2014 menetetty Philae-luotain paikallistettiin viimein tänä syksynä Rosettan kuvista Abydos-nimiseltä alueelta. Sekin on pienemmän pylpyrän pinnalla, mutta vastakkaisella puolella sitä kuin Ma’at. (Tässä vähän pukkaa absurdin epärationaalista tutkimuslaitteiden inhimillistämistä pintaan, nyyh. Eikö ne nyt olisi voineet loppusijoittua samalle alueelle. Hyvin on ESA peeärränsä hoitanut.)
Erilaisia komeettaa koskevia tutkimustuloksia on jo julkistettu, mutta tutkimustyö alkaa toden teolla vasta kun kaikki Rosettan tutkimusaineisto on saatu talteen. Jo nyt voidaan kuitenkin sanoa, että Rosetta on muuttanut ymmärryksemme komeetoista täysin.
Komeetat — tai ainakin tämä! — ovat yllättävän monimutkaisia maailmoita, joiden pinnalla moninaisia prosesseja. (Samat fiilikset tulevat Plutosta, jonka pinnan rikkaus taisi lyödä kaikki ällikällä.) 67P on paitsi kaksiosainen, ilmeisesti kahden komeetan yhteensulautuma, sen pinnalta on löytynyt hämmästyttävän moninaisia muotoja, jopa ”dyynejä”, vaikka komeetan pinnalla ei toki tuulekaan. Se on myös osoittautunut yllättävän pölyiseksi paikaksi.
Rosettan komeetta näyttää olevan hyvin varhaisen tyyppistä ainetta — aurinkokuntamme alkuperäisiä rakennuspalikoita. Sen kemialliset piirteet viittaavat siihen, että se muodostui ammoin alueella, jossa oli hyvin kylmää. Paljon on puhuttu myös siitä, että komeettatörmäykset olisivat voineet tuoda ainakin osan Maan vesivarannoista mukanaan. 67P:n vesi on kuitenkin kemiallisesti hyvin erilaista kuin Maan vesi (siinä on erilainen määrä raskaita vetyatomeita eli deuteriumia).
Tutkimus siis oikeastaan vasta käynnistyy nyt kunnolla. Uusien, upeiden kuvien virta tyrehtyy, mutta 67P on vasta avaamassa salaisuuksiaan. Se tulee opettamaan meille vielä valtavasti itsestään, mutta erityisesti omasta aurinkokunnastamme ja sen syntyhistoriasta. Ei siis unohdeta Rosettaa.
Komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenko aktiivisimmillaan heinäkuussa 2015. Kuva ESA / Rosetta / NAVCAM
ESA lähettää Rosettan loppuhetket livenä. Ensimmäinen lähetys on jo torstai-iltapäivänä 29.9. klo 15.30-18.30 Suomen aikaa. Katso kaikki ohjelmatiedot ja streamauslinkit täältä:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/How_to_follow_Rosetta_s_grand_finale
Asiasta tarkemmin kiinnostuneille voi lämpimästi suositella tätä ESAn selontekoa Rosettan intrumenttien törmäytysvaiheen tehtävistä:
http://blogs.esa.int/rosetta/2016/09/28/science-til-the-very-end/
Komeetan monista yllättävistä piirteistä raportoitiin kesällä MNRAS-julkaisussa ilmestyneessä tieteellisessä artikkelissa:
Rosettan kuvagalleria:
http://www.esa.int/spaceinimages/Missions/Rosetta/(class)/image?mission=Rosetta&type=I
2 kommenttia “Pitkät ja hitaat jäähyväiset Rosettalle”
-
Kalle Mansikkamaa sanoo:
Kun aikanaaan (koska?)67P/Churyumov-Gerasimenko palaa auringon lähelle, niin missä kunnossa onkaan Rosetta? Olisiko mahdollista saada se ottamaan harvakseltaan kuvia komeetan kiertoradalta ääripisteissä?
-
67P:n ratakierros kestää 6,44 vuotta. Jari Mäkinen spekuloi Tiedetuubin puolella näin: ”Voi olla, että luotaimesta kuullaan pihauksia syyskuun lopun jälkeenkin, ja kenties se selviää sen verran toimintakykyisenä komeetan radan ulko-osien ja kylmyyden jälkeen, että parin-kolmen vuoden kuluttua siihen voisi saada taas yhteyden. Mutta tämä on tässä vaiheessa pelkkää toiveajattelua.” Eli nähtäväksi jää.
-
Vastaa
Aurinkokunta pakettiin ja keskelle vilinää
Kolme Seppää ja aurinkokunta. Kuva Ursa / Juha Riissanen CC BY-NC-SA 2.0
Joka vuonna elokuun viimeisenä lauantaina suomalainen tähtiyhdistysyhteisö — Ursa ja nelisenkymmentä paikallista tähtiyhdistystä — potkaisevat pystyyn tähtiharrastuspäivän. Ideana on, että uusia harrastuksia syksyksi kaavailevat tyypit voisivat tutustua tähtitieteen harrastamisen erilaisiin mahdollisuuksiin kun yöt ovat vasta pimenemässä ja koko pimeän taivaan havaintokausi on ihanasti edessä. Tapahtumia järjestetään tänäkin vuonna Helsingin lisäksi ainakin Jyväskylässä, Kuopiossa, Porissa, Turussa sekä Salossa.
Perinteisellä ”ovet auki tähtitornilla” -tapahtumalla ei kuitenkaan välttämättä tavoiteta sitä porukkaa, joille koko tähtiharrastus ei ole vielä edes juolahtanut mieleen. Tästä syystä Ursa kokeilee tänä vuonna jalkautumista pahaa-aavistamattomien sivullisten keskuuteen. Puolihuolimattomasti ilmaan pari viikkoa sitten heitetty ajatus lähti elämään omaa elämäänsä ja nyt olemmekin menossa Helsingin ehkä vilkkaimmalle pätkälle, Aleksanterinkadulle.
Yleishyödyllisen ja ei-kaupallisen tapahtuman maavuokra jäi nollille, mikä tietysti oli järjestäjän näkökulmasta ilahduttavaa. Vielä mukavampaa oli kuitenkin aurinkokuntamallin suunnittelu.
Siis minkä?
Aleksanterinkatu on päästä päähän vajaan kilometrin pitkä. Kartalla sitä katsellessa aloin huvikseni pohtia, saisiko aurinkokunnan mahtumaan sinne mitenkään järkevästi. Pienellä laskemisella selvisi, että Kolmen Sepän patsaan lähettyville sijoitettu, halkaisijaltaan 30-senttinen Aurinko olisi juuri sopivan kokoinen siihen, että uloin planeetta Neptunus sijoittuisi Relandersgrund-laivan kieppeille Meritullintorin rantaan, aivan Aleksin toiseen päähän.
(Aurinkokuntahan on oikeasti vielä valtavasti suurempi kuin sen sisin osa, jossa tunnetut planeetat kiertävät. Esimerkiksi huhuttu yhdeksäs planeetta, joka sekin näyttää kiertävän suhteellisen lähellä, kiertäisi nykyisten rata-arvioiden valossa tässä mallissa keskimäärin Nuuksion etäisyydellä.)
Tämän jälkeen piti miettiä, miten planeetat saisi toteutettua reitille fiksusti. Pienten helmien ja kuulien ripottelu Aleksin pituudelta ei yksin toimisi, vaan ne katoaisivat ihmisvilinään. Fiksumpaa olisi kiinnittää johonkin pieniä opastetauluja, joissa kävisi ilmi kulloisenkin planeetan nimi, koko ja vähän muuta tietoa — suomeksi ja englanniksi, sillä Aleksilla vilisee turisteja tähän aikaan vuodesta.
Katulamppujen ja liikennemerkkien pylväisiin ei kuitenkaan saa kiinnittää mitään. Jäljelle jäivät oikeastaan vain rakennusten seinät, ja joissain tapauksissa näyteikkunat, mikä ajatuksena vähän hirvitti röyhkeydellään. Oli kuitenkin otettava luuri nöyrästi käteen ja lähdettävä soittelemaan kunkin rakennuksen hallinnoijia ja yrityksiä läpi.
Vastaanotto oli valtavan innostunutta.
Se oli huikea kokemus. Useissa tapauksissa olin tuskin ennättänyt lausua sanan ”aurinkokunta” kun keskustelukumppanin ääneen hiipi jo ilahtunutta innostusta. Tällaiselle tähtitieteen sanansaattajalle se oli todella lämmittävää.
Tätä kirjoittaessa emme vielä tiedä miten hommat lauantaina sujuvat — ehkä säätiedotus vielä tekee tepposet ja taivaalta tulee vettä kuin aisaa, eikä tapahtumaa voida järjestää. Pilviselläkin säällä Ursan poppoon kuitenkin löytää Kolmensepänaukiolta kello 12-16, ja ihan oikeaakin Aurinkoa pääsee kurkkaamaan kaukoputkella jos se pilvien läpi sattuu siintämään.
Mutta vaikka et sattuisi pääsemään paikalle kävelemään planeettojen lomassa, valtakunnalliseen tähtipäivään voi osallistua sosiaalisessa mediassa hashtagilla #tähtiharrastuspäivä, vaikka yksinkin. Miltä näyttää juuri sinun tähtiharrastuksesi? Olisiko nyt hyvä hetki kertoa mainiosta harrastuksesta kaverillekin?
2 kommenttia “Aurinkokunta pakettiin ja keskelle vilinää”
-
jäsen 299 sanoo:
Joo, se Kolmensepäntori on kokemuksen mukaan hyvä paikka tehdä tähtitiedettä tunnetuksi! Muistuu mieleen tapaus kun viimeksi oli hyvä >80% auringonpimennys Suomessa: Tulin paikallisesta hammaskirurgista ja olin saanut muutaman päivän saikkua. Menin siihen torille ja rupesin seinän vieressä kuvaamaan auringonpimennystä telejatkeilla ja hitsauslasilla viritetyllä kamerallani, kun joku tuli kysymään että voisinko lainata hitsauslasiani jollekkin hänen ulkomaiselle kaverilleen. No totta mooses! Mä lainailin hitsauslasejani (mulla oli niitä useampia takuissa)sitte vähän joka toiselle ja pitelin ilmassa kun ihmiset kuvasivat kännyköillä pimennystä lasin läpi. Tulipa siihen joku ammattikuvaajankin oloinen äijä ja kuvasi mun hitsauslasilla kolmensepän patsata auringinpimennyksellä. No sitte ku mä olin siinä aikani huseerannu ja pimennys alko jo hiipuun, mä lahjotin yhen rautaroiskeita saaneen hitasuslasin eräälle tyttöporukalle. Ne sitte ihmetteli että mistä mä oon näitä hitsauslaseja saannu. Mä sanoin että mä oon hitsannu autonrotiskoja. Ne hämmästy että wau, osaatsä hitsata? Tämmöinen hivelee egoa!
-
Hitaustaitoja ei pidä väheksyä! Mainio tarina.
-
Hyvä kirjoitus, mutta mikä osuus galaksien muodostumisessa on mustilla aukoilla? Luetaanko nuo mustat aukot mukaan pimeään aineeseen?
Suoraan sanoen en tiedä voidaanko sanoa, että mustat aukot eivät voisi vaikuttaa galaksien muodostumiseen, mutta koska supermassiivisia mustia aukkoja löydetään yleisimmin juuri kookkaista spiraali- ja ellipsigalakseista, olisin valmis uskomaan, että mustat aukot kasvavat galaksin mukana, eikä niitä tarvita galaksin muodostumiseen. Pienistä galakseista ei välttämättä löydy supermassiivista mustaa aukkoa. Aukkojen massa näyttää myös olevan sidoksissa galaksin massaan. Aukko kyllä vaikuttaa galaksin kehitykseen myöhemmin, mm. tähtien muodostukseen. Supermassiivisten mustien aukkojen kehityksen tutkimus käy kuumana, avoimia kysymyksiä on mm. se, miten jo noin miljardi vuotta vanhasta universumista löytyy supermassiivisia mustia aukkoja ja miten ne saattoivat kasvaa niin nopeasti. Oletan, että Antti Rantalan esitelmä ensi viikolla saattaa valottaa asiaa, kannattaa seurata lähetystä.
Mustia aukkoja ei lasketa osaksi pimeää ainetta.
Suurin osa spiraaligalakseista muistuttaa muodoltaan ja kuvioltaan vettä lavuaarissa, josta on nykäisty tulppa pois.
Onko galaksien rakenteiden välisiä etäisyyksiä mahdollista tutkia. Loittonevatko spiraalien haarat vai lähenevätkö ne galaksien keskustoja?
Mikäli pyörimisliike on riittävä ja vetovoima riittävän ”pieni”, niin onko mahdollista, että spiraalin haaran ulkoreuna karkaa spiraalista?
Elämme mielenkiintoisia aikoja… 😉
Hyviä kysymyksiä, Jani, enkä osaa vastata niihin ollenkaan riittävällä tarkkuudella. Spiraalihaarojen dynamiikan tutkimus sisältää myös runsaasti avoimia kysymyksiä. Galaksien rakenteiden välisiä etäisyyksiä on mahdollista tutkia, mutta kuten etäisyyden määritykset avaruudessa usein, ne ovat enemmän valistuneita arvioita kuin tarkkoja tuloksia. Yleensä tällaisia etäisyyksiä lasketaankin kulmamitoissa — kaarisekunteina ja -minuutteina.
Loittonevatko spiraalien haarat galaksien keskustoja vai loittonevatko? Kyse liittyy siihen mekanismiin, jolla spiraalihaarat ylipäätään muodostuvat, ja tätä mekanismia ei vielä varmuudella tunneta. Se voi myös olla erilainen eri galakseille. Jos haarat lähenisivät galaksin keskustaa pyörimisen myötä, se johtaisi pian kierteiden kiertymiseen tiiviisti galaksin ympäri. Tiheysaaltoteoriassa tätä ei ymmärtääkseni pitäisi tapahtua.
Tähdet eivät liiku kiekon ulkolaidoilla nopeammin kuin lähellä keskustaa, sillä galaksi ei pyöri kuten jäykkä kappale. Tästä syystä tähdet eivät sinkoile ulos ainakaan pylrimisliikkeen johdosta galaksin ulkolaidoilta. Sen sijaan lähiohitukset keskustan mustan aukon kanssa voivat aiheuttaa singahtelua, aiheesta lisää tänä sunnuntaina.