Tunturisuden sivut

KIEHTOVA AVARUUS

Tähtitaivas

Elämme nykyisin suuren osan aikaa sisätiloissa ja keinovaloissa. Siltikin, useimmat meistä silloin, kun olemme ulkona pimeään aikaan, kohottavat ainakin hetkeksi katseensa taivaan tähtiin. Tähdet ovat kauniita ja ne kiehtovat mielikuvitustamme.

Voi vain kuvitella, miten taivas tähtineen on vanginnut esi-isiemme mielenkiinnon silloin, kun on eletty nuotiotulilla vielä pitkiä aikoja ulkona pimeyden keskellä. Tuhansien vuosien ajan ihmiset ovat tarkkailleet ja ihmetelleet tähtiä, ja pohtineet, mitä ne oikein ovat ja miten kaukana ne ovat? Mikä on niiden tarkoitus?

Nykytiede on satoja vuosia kestäneiden tutkimusten jälkeen kyennyt antamaan vastauksia jo moniin tähtiä ja maailmankaikkeutta koskeviin kysymyksiin - mutta usein, kun jotakin uutta selviää, tulee tilalle nippu uusia kysymyksiä.

Kosminen laboratorio

Kosminen laboratorio LHA 120-N 150.

Creative Commons - Sinulla on vapaus: kopioida, levittää, näyttää ja esittää teosta.
*Kuva Kosminen laboratorio LHA 120-N 150 - Copyright © NASA Goddard Space Flight Center

Kosminen laboratorio LHA 120-N 150

"Kosminen laboratorio", tähtisumu LHA 120-N 150 koostuu kaasusta, pölystä ja tuhansista suurista, nuorista tähdistä. Tähtisumu on 160 000 valovuoden etäisyydellä Linnunradan seuralaisgalaksista, Suuresta Magellanin pilvestä. Sen lähellä on Suureen Magellanin pilveen kuuluva Tarantellasumu. Tarantellasumu on lähimpänä meitä sijaitseva suuri tähtitarha, jonka avulla tutkijat voivat seurata massiivisen suurten tähtien syntymistä ja muotoutumista.

Teoreettisten mallien mukaan tällaiset suuret tähdet syntyisivät tähtikeskittymissä, mutta noin 10 prosenttia näistä tähdistä syntyy myös eristäytyneissä oloissa eli tähden yksin ollen. Tai sitten nekin syntyvät tähtikeskittymissä ja siirtyvät sen jälkeen yksinäisyyteen. Juuri tätäkin seikkaa tutkijat selvittelevät ja toteavat se olevan hyvin vaikea tehtävä. Yksi vaikeus on sellainen, että tunnistamattomien kohteiden kyseessä ollen ei ole aina selvää sekään, että onko kyseessä syntyvä tähti ennen lopullista muotoutumistaan, vaiko hyvin tiheä pölypilvi. Ne voivat näyttää keskenään hyvin samanlaisilta, erityisesti silloin, kun kyseessä on massiivisen suuri tähti. LHA 120-N 150 tarjoaa tutkijoille ikäänkuin laboratorion, jonka avulla he voivat tehdä päätelmiään tähtien kehittymisestä ja ratkoa selvittämättömiä kysymyksiä. (NASA 18.3.2020: A Cosmic Laboratory: LHA 120-N 150)

Eksoplaneetat - 4 126 eksoplaneettaa vuonna 2019

Eksoplaneetat ovat planeettoja, jotka kiertävät jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa. Eksoplaneetta on siis aurinkokuntamme ulkopuolella sijaitseva eli ekstrasolaarinen planeetta. Eksoplaneetalla voisi olla elämää ihan kuten Maassakin. Ensimmäiset eksoplaneetat löydettiin 1990-luvulla, ja sen jälkeen niitä on löydetty jatkuvasti lisää. On arvioitu, että jokaisella oman galaksimme Linnunradan tähdellä olisi keskimäärin 1,6 planeettaa. Kun Linnunradassa on karkeasti arvioiden 400 miljardia tähteä, voisi planeettoja olla siis 640 000 miljoonaa.

Marraskuun 2019 alussa tiedossamme oli varmasti 4 126 eksoplaneettaa 3 067 tähden ympärillä ja epäilyksen alaisia havaintoja on tuhansia lisää. Kaikkiaan 671 tähdellä tiedetään olevan enemmän kuin yksi planeetta. (Jari Mäkinen, Yle: Uusia eksoplaneettoja löytyy nyt koko ajan – juuri julkaistun löydön takana on myös suomalainen tähtiharrastaja)

Superkirkas supernova

Supernova on räjähtävä tähti, joka voi tulla kymmenen miljardia kertaa Aurinkoa kirkkaammaksi ja valaista vähän aikaa voimakkaammin, kuin kokonainen galaksi. Supernovat ovat ihmisiän mittakaavassa harvinaisia. Linnunradassa ei ole nähty sellaista sitten vuoden 1572, jolloin Tyko Brahe havaitsi supernovan Kassiopeian tähdistössä.

Nopeita tähtituulia

Tähti menettää olemassaolonsa aikana massaansa ns. tähtituulena. Jossakin vaiheessa tällainen tähtituuli voi "puhaltaa" nopeudella 10 km/s.

Andromeda

Andromeda.

Etäisin näkyvä kohde

Etäisin paljain silmin taivaalla näkyvä kohde on galaksi, nimeltään Andromedan galaksi. Se on maasta 2,2 miljoonan valovuoden päässä ja pilvettömänä ja pimeänä yönä juuri ja juuri paljain silmin nähtävissä.

Kirkkain tähti

Taivaamme valovoimaisimpana tähtenä meille Maasta näkyy Ison Koiran (Canis major) Sirius. Sen valovoima on hieman yli 23 Aurinkoa ja se on noin 8,6 valovuoden päässä meistä.

Suurin paljain silmin näkyvä tähti

Noin 7 500 valovuoden päässä meistä, "Avaimenreikäsumussa" NGC 3372 Kölin tähdistössä, tuikkiva hyperjättiläinen, Eta Carinae on suurin paljain silmin näkyvä tähti. Massaltaan 100 - 200 kertaa Auringon kokoisena se on koko Linnunrata-galaksimme massiivisimpia tähtiä. Sen suuruusluokka on 6,21. Se on 4 miljoonaa kertaa Aurinkoa kirkkaampi.

Täpärä maan ohitus

31.3.2004 pyyhälsi 6 metrin kokoinen kivilohkare 6 500 km:n etäisyydeltä ohi Maasta. Jos kivi olisi ollut törmäyskurssilla, se pienenä todennäköisesti olisi palanut Maan ilmakehässä.

Neil Armstrong

Neil Armstrong - ensimmäisenä Kuussa ja vieraalla taivaankappaleella

Neil Armstrong (1930 - 2012) oli yhdysvaltalainen astronautti, joka ensimmäisenä ihmisenä on käynyt vieraalla taivaankappaleella, kävellessään ensimmäisenä ihmisenä Kuun pinnalla 21.7.1969.

Musta aukko

Musta aukko on avaruuden erityinen kohde, kokoon luhistunut tähti. Emme voi koskaan nähdä mustaa aukkoa, sen kohdalla on vain tyhjää eli mustaa, sillä mikään informaatio ei pääse pakenemaan mustan aukon hirvittävästä vetovoimasta. Edes valo ei kykene irtaantumaan mustan aukon imusta. Kun tähti kutistuu ja lopulta katoaa mustaksi aukoksi, sen sanotaan "kytkeytyvän irti maailmankaikkeudesta".

Koska mustaa aukkoa ei suoraan nähdä, joudutaan sen sijainti määrittämään niiden vaikutusten myötä, joita se aikaansaa lähelleen avaruudessa. Linnunradan keskustasta on tehty havaintoja mustista aukoista.

Yötaivas

Kotkasumu - diffuusi emissiosumu Käärmeen tähdistössä, lähellä Linnunradan keskusalueita, on taivaan komeimpia kaasusumuja. Sumua ympäröi suhteellisen nuori avoin tähtijoukko. Kohteen etäisyys Maasta on noin 7 000 valovuotta.

Miksi tähdet tuikkivat?

Tähdet tuikkivat ehkä siksikin, että Maan ihmisille tuikkiminen näyttää kauniilta ja romanttiselta. Todellisuudessa tähdet tuikkivat siksi, että Maata ympäröivä ilmakehä aikaansaa tuikinnan. Jos tähtiä pääsisi katselemaan Maan ilmakehän ulkopuolelle, ne loistaisivat täysin tasaisesti, ilman pienintäkään tuikahdusta.

Matala kaasukehä

Kokoon luhistuneella neutronitähdellä, jonka halkaisija on noin 10 kilometriä, on kaasukehä, jonka vetovoima painaa vain noin yhden senttimetrin (1 cm) korkuiseksi.

Kuinka monta on tähtiä?

Päivällä näemme taivaalla vain yhden tähden, eli Auringon. Yöllä tuntuu jo siltä, että taivaalla näkyy miljoonia tähtiä, vaikka paljain silmin niitä näkyykin vain muutamia tuhansia.

Jos menee kirkkaana talviyönä pimeälle ja avoimelle paikalle, näkee Suomessa paljain silmin noin tuhat tähteä. Joltakin vuorenhuipulta etelän kirkkaammassa ilmastossa voi nähdä kerralla jopa kolmetuhatta tähteä.

Kun ottaa avuksi kaukoputken, tähtien määrä kasvaa huimasti. Mitä suurempaa kaukoputkea käyttää, sitä enemmän tähtiä näkee. Kaikki maailmankaikkeuden tähdet eivät kuitenkaan näy meille millään kaukoputkella. Omassa kotigalaksissamme Linnunradassa on noin 400 miljardia tähteä. Jos haluaa arvioida koko maailmankaikkeuden tähtien lukumäärää, täytyy kertoa yhden galaksin tähtimäärä maailmankaikkeuden galaksien lukumäärällä.

Suurimpien kaukoputkien kuvissa näkyy enemmän galakseja kuin Linnunradassa on tähtiä. Galaksien määrä avaruudessa on siis suurempi kuin tähtien määrä Linnunradassa. Tästä voi laskea, että tähtiä on ainakin miljoona miljoonaa miljoonaa miljoonaa eli luku, jossa ykkösen perässä on 24 nollaa.

Tähtiä on siten ainakin 1 000 000 000 000 000 000 000 000, mutta ilmeisesti paljon enemmän.

Kuumaakin kuumempaa

Kokoonpuristunut tähti muuntuu loppuvaiheessa hehkuvaksi, valkoiseksi kääpiöksi. Kuumimman valkoisen kääpiön H1504+65 pintalämpötila on noin 200 000 °C, eli lähes 30 kertaa Auringon pintalämpötila, joka on noin 5 500 celsiusastetta.

Todella kuumaa on tähden ytimessä. Auringon ytimessä kuumuutta on 15 000 000 °C.

Timanttiplaneetta

Avaruustutkijoiden haaviin on tarttunut todella erikoinen planeetta. Se vaikuttaisi koostuvan lähes kokonaan timanteista. Planeetan kehityshistoria ja tiheys vihjaavat siitä, että se on periaatteessa massiivinen timantti, kertoi tutkija Matthew Bailes Swinburnen teknillisestä korkeakoulusta Melbournesta.

Timanttiteoriaa tukee planeetan suunnaton tiheys. Sen massa on Jupiteria hieman suurempi mutta tiheys peräti 20 kertaa suurempi. Koska planeetta on etupäässä hiiltä, aine on todennäköisesti puristunut timanteiksi.

Planeetta on ilmeisesti jäänne suuresta tähdestä, joka kiertää emotähteään 4 000 valovuoden päässä Maasta.

Myös emotähti on poikkeuksellinen: se on vinhasti pyörivä neutronitähti eli pulsari.

- Miltä planeetta sitten näyttää, en osaa edes arvailla, kommentoi tutkija Ben Stappers Manchesterin yliopistosta.

Löydöstä kertoi Science-lehti elokuussa 2011.

Kannibaaligalaksi

Spiraaligalaksi NGC 4651.

Creative Commons - Sinulla on vapaus: kopioida, levittää, näyttää ja esittää teosta.
*Kuva - Copyright © NASA Goddard Space Flight Center

Kannibaaligalaksin NGC 4651 tyyni olemus on pettävää

Avaruusteleskooppi Hubblen ottamassa kuvassa on tyyni ja kaunis spiraaligalaksi NGC 4651. Tyyni olemus on pettävää, sillä galaksin menneisyys on varsin dramaattinen ja väkivaltainen. Se on napannut yhteentörmäyksessä suihinsa pienemmän galaksin, joka nykyisin kiertää galaksin keskustaa laajana ja kauniina spiraalina. (NASA 3.4.2020: Hubble Captures a Cannibal Galaxy)

Mustin planeetta

TrES-2b nimellä tunnettu planeetta heijastaa valoa alle prosentin, mikä tekee siitä tummemman kuin mikään muu tunnettu planeetta tai kuu. Planeetta löydettiin jo noin viisi vuotta sitten mutta siitä saatiin vasta nyt (uutinen elokuu 2011) tarkempaa tietoa Nasan Kepler-avaruusteleskoopin avulla.

- TrES-2b heijastaa huomattavasti vähemmän valoa kuin esimerkiksi musta akryylimaali, joten se on todella kummallinen maailma, kertoo David Kippling Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta Science Dailylle.

Musta jättiläisplaneetta on noin Jupiterin kokoinen ja se sijaitsee noin 750 valovuoden päässä.

TrES-2b:llä ei ole lainkaan ammoniakista muodostuneita pilviä, sillä planeetalla vallitsee äärimmäinen kuumuus. Esimerkiksi Jupiterilla ja muilla vastaavilla kaasuplaneetoilla ammoniakkipilvet heijastavat yli kolmanneksen auringonvalosta.

Vaikka TrES-2b ei heijasta valoa, se ei silti ole täysin musta. Todella kovan kuumuuden vuoksi planeetalta kajastaa punainen hehku, joka muistuttaa hehkuvaa hiiltä.

Kipplingin ryhmä mittasi ja vertaili Kepler-teleskoopin avulla planeetan valoisaa ja pimeää puolta.

- Havaitsimme pienimmän koskaan löytämämme eron planeetan kirkkauden muutoksessa: vain kuusi miljoonasosaa, Kippling sanoo.

- Toisin sanoen Kepler pystyi suoraan havaitsemaan vain planeetasta itsestään tulevaa hehkua.

Kuinka vanha maailmankaikkeus on ja miten tämä kaikki syntyi?

Maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä noin 13,7 miljardia vuotta sitten. Alussa kaikki oli vain kuin pieni, äärettömän kuuma (10 miljardia astetta) ja tiheä piste, joka alkoi käsittämättömällä nopeudella räjähdysmäisesti laajentua.

Mistä tähän pikkuriikkiseen pisteeseen ilmaantuivat alkuvaiheessa nämä aineet, jotka aloittivat laajentumisen, vaatii lisätutkimuksia. Minuutissa oli saavutettu jo miljardin kilometrin laajuus. Maa syntyi noin 4,5 miljardia vuotta sitten.

Alkuräjähdys on havaittavissa vieläkin kohinana radioaalloilla ja lumisateena vanhoissa putkitelevisioissa. Alkuräjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus on jatkanut tähän päivään saakka laajentumistaan ja tekee sitä kaiken aikaa edelleen.

Superraskas pikkumuru

Jos kokoon luhistuneesta neutronitähdestä otettaisiin yksi kuutiosenttimetri (1 cm³) ja tuo pikkumuru tuotaisiin maahan, se painaisi sadoista miljoonista tonneista jopa miljardiin tonniin.

Canis majoris

Suurin tähti - kuva yllä

Maailmankaikkeuden suurin, tunnettu tähti on VY Canis Majoris ja se on myös yksi kirkkaimmista. Se sijaitsee Ison Koiran (Canis majoris) tähdistössä, ollen siinä yksinäinen tähti. Sen säde on 1800 - 2100 kertaa suurempi, kuin Auringon säde. Valolta kuluu aikaa tähden kiertämiseen 2,7 tuntia. Canis Majoriksen ympäri lentäminen lentokoneella veisi 1 100 vuotta jos vauhtia olisi 900 km/h.

Raskasta sarjaa

Suurimman arvosta kamppailee myös R136a1-tähti, joka sijaitsee Tarantula Nebulan kaasupilvessä, Linnunradan suurimmassa seuraajagalaksissa nimeltään Suuri Magellanin pilvi. R136a1 painaa noin 265 kertaa Aurinkomme verran, vaikka se on menettänyt paljon alkuperäisestä painostaan. Alun perin tähti on ollut jopa 320 kertaa Auringon painoinen. R136a1 myös paistaa lähes kymmenen miljoonaa kertaa Aurinkoa kirkkaammin.

Linnunradan vanhin tähti

Oman galaksimme, Linnunradan vanhin tähti HEO107-5240, joka sijaitsee 36 000 valovuoden päässä Maasta, on yhtä vanha, kuin maailmankaikkeus, n. 13,7 miljardin vuoden ikäinen.

Linnunradan nopein tähti

Vuonna 2005 Cambridgessä USA:ssa, Harvard-Smithsonianin astrofysiikan tutkimuslaitoksella tehtiin ilmoitus havaitusta tähdestä nimeltään SDSS J090745.0+24507. Se kiitää pois Linnunradalta, tähtien väliseen avaruuteen, huimalla nopeudella 2,4 miljoonaa kilometriä tunnissa. Sekunnissa tähti kiitää siten n. 666 km, minuutissa 40 000 km ja kymmenessä minuutissa 400 000 km - valon nopeudesta se omaa silti vain noin 0,2 %.

Tähti on ilmeisesti kohdannut mustan aukon Linnunradan keskustassa 80 miljoonaa vuotta sitten ja joutunut sen sinkoamana nykyiselle radalleen. Se on tiettävästi ensimmäinen tähti, joka poistuu tähtien väliseen avaruuteen.

Ultima Thule

Kuvassa oikealla 30 kilometrin suuruinen, jäinen lohkare Ultima Thule - vasemmalla New Horizons avaruusluotain. Kuva Copyright NASA/JHUAPL/SwRI.

Ultima Thulessa 1.1.2019

Ultima Thule (2014 MU69) on pieni, jäinen lohkare Kuiperin vyöhykkeellä. Se on noin 6,5 miljardin kilometrin päässä Maasta ja etäisin kohde, jota ihminen luotaimillaan koskaan on tutkinut.

New Horizons avaruusluotain saavutti ja ohitti Ultima Thulen uudenvuodenpäivänä, 1.1.2019. New Horizons lähti tälle matkalleen jo 19.1.2006. Ohiteltuaan Aurinkokunnan planeettoja se saavutti Pluton heinäkuussa 2015. Siitä se sitten jatkoi matkaansa kohti Ultima Thulea. Ultima Thulen jälkeenkin luotaimen työlistalla on vielä 25 tutkimuskohdetta Kuiperin vyöhykkeellä.

Kuiperin vyöhyke sijaitsee Neptunuksen kiertoradan tuolla puolen. Se koostuu miljoonista erikokoisista kappaleista, jotka kiertävät Aurinkoa miljardien kilometrien levyisenä nauhana. Vyöhykkeellä on myös ainakin neljä Pluton kaltaista kääpiöplaneettaa. (Tieteen Kuvalehti 1 2019)

Lähteet
*Heikki Oja: Universumi - Ursa
*Heikki Oja: Galaksit - Ursa
*Tieteen Maailma: Maailmankaikkeus
*Nasa
*Colin A. Ronan: Tähtienharrastajan käsikirja
*Hannu Karttunen: Tähdet ja maailmankaikkeus - MMM
*Ursa: Tähtitaivas 2000 - kartasto ja käsikirja
*Geologia.fi: Mikko Turunen: Aurinkokunta Avaruudessa
*Geologia.fi: Ari Brozinski: Big Bang - alkuräjähdys
*Wikipedia
*Google Earth
*Yle Uutiset: Pimeä aine ei ehkä olekaan niin pimeää
*Ursa: Kosmos - Tähtitieteen viitetietokanta
*Seppo Linnaluoto: Esitelmällä pimeästä energiasta oli 150 kuulijaa
Yötaivas