Vaikuttava maailmankaikkeus
Arvoituksellinen mutta silti kaunis
TÄHÄN aikaan vuodesta yötaivas tuikkii kuin jalokivin koristeltuna. Korkealla yläpuolellamme harppoo mahtava Orion, joka näkyy tammikuussa Etelä-Suomessakin ja on nähtävissä aina Etelä-Afrikan Kapkaupungissa saakka. Oletko viime aikoina tarkastellut taivaitten aarteita, joita löytyy kuuluisista tähdistöistä, esimerkiksi juuri Orionista? Tähtitieteilijät ovat tutkineet sitä äskettäin korjatulla Hubble-avaruuskaukoputkella.
Orionin miekka riippuu hänen vyöstään, joka muodostuu kolmesta tähdestä. Keskellä miekkaa oleva utuinen tähti ei todellisuudessa ole tähti, vaan se on kuuluisa Orionin sumu, joka pienelläkin kaukoputkella katsottuna näyttää tavattoman kauniilta. Sen eteerinen loiste ei kuitenkaan ole se syy, jonka vuoksi se on kiehtonut tähtitieteilijöitä.
”Tähtitieteilijät tutkivat Orionin sumua ja sen monia nuoria tähtiä, sillä siellä syntyy tähtiä laajemmalla alueella ja enemmän kuin missään muualla siinä osassa omaa galaksiamme, jossa mekin olemme”, raportoi Jean-Pierre Caillault Astronomy-aikakauslehdessä. Tämä sumu näyttää olevan eräänlainen tähtien synnytyslaitos. Kun Hubble-kaukoputki valokuvasi Orionin sumua ja tallensi sieltä yksityiskohtia, joita ei ollut ennen nähty, tähtitieteilijät näkivät paitsi tähtiä ja hehkuvaa kaasua myös jotakin sellaista, mitä Caillault luonnehtii ”sumeiksi pieniksi soikioiksi. Ne ovat täpliä, jotka loistavat oranssia valoa. Ne muistuttavat valokuvan päälle vahingossa pudonneita eväitten murusia.” Sen sijaan että nämä sumeat soikiot olisivat valokuviin kehityksen yhteydessä syntyneitä virheitä, tutkijat uskovat niiden olevan ”kiekon mallisia planeettojen esiasteita, ensimmäisiä varhaisilla kehitysasteillaan olevia aurinkokuntia, joita katsellaan 1500 valovuoden päästä”. Syntyykö Orionin sumussa parhaillaan tähtiä – jopa kokonaisia aurinkokuntia? Monet tähtitieteilijät uskovat niin tapahtuvan.
Synnytyslaitokselta tähtien hautausmaalle
Harppoessaan eteenpäin jousi kädessä Orion näyttää törmäävän Härän tähdistöön. Pienellä kaukoputkella voi havaita lähellä Härän eteläisen sarven kärkeä himmeän valoläikän. Se tunnetaan Äyriäissumuna, ja suurella kaukoputkella katsottuna se näyttää olevan keskellä räjähdystapahtumaa, kuten sivulta 9 ilmenee. Jos Orionin sumu on tähtien synnytyslaitos, niin lähellä sijaitseva Äyriäissumu saattaa olla käsittämättömän rajusti kuolleen tähden hautapaikka.
Tämä järisyttävä taivaanilmiö on ehkä ollut se ”vierastähti”, jonka kiinalaiset tähtitieteilijät kertoivat ilmaantuneen äkisti Härän tähdistöön 4. heinäkuuta 1054 ja loistaneen niin kirkkaasti, että se näkyi keskellä päivää 23 päivän ajan. Tähtitieteilijä Robert Burnham kertoo: ”Muutaman viikon tämä tähti loisti yhtä kirkkaasti kuin noin 400 miljoonaa aurinkoa yhteensä.” Tähtitieteilijät kutsuvat tällaista dramaattista tähden itsemurhaa supernovaksi. Vielä nykyäänkin, lähes tuhat vuotta myöhemmin, tämän tähden räjähdyksestä sinkoutuneet riekaleet leviävät avaruuteen nopeudella, joka on arviolta 80 miljoonaa kilometriä vuorokaudessa.
Hubble-avaruuskaukoputki on työskennellyt tälläkin alueella. Se on kurkistanut syvälle Äyriäissumun keskiosaan ja havainnut sieltä ”sellaisia yksityiskohtia, joita tähtitieteilijät eivät olleet missään tapauksessa odottaneet”, aikakauslehti Astronomy kertoo. Tähtitieteilijä Paul Scowen sanoo, että näiden havaintojen ”pitäisi panna tähtitieteen teoreetikot raapimaan päätään pitkäksi aikaa”.
Esimerkiksi tähtitieteilijä Robert Kirshner Harvardin yliopistosta uskoo, että sillä, mitä Äyriäissumun kaltaisista supernovan jäännöksistä voidaan saada selville, on suuri merkitys, koska näiden jäännösten avulla kyetään mittaamaan etäisyyksiä muihin galakseihin, mikä nykyisin onkin voimaperäisen tutkimustoiminnan kohteena. Se, ettei etäisyyksistä muihin galakseihin olla yhtä mieltä, on viime aikoina herättänyt – kuten olemme jo todenneet – kiihkeää keskustelua alkuräjähdysteoriasta, jolla maailmankaikkeuden syntyä on pyritty selittämään.
Tammikuussa pohjoisen pallonpuoliskon länsitaivaalta Härän tähdistön takaa erottuu Andromedan tähdistöstä himmeä hohde. Tämä utuläikkä on Andromedan galaksi, etäisin taivaankohde, jonka voi nähdä paljain silmin. Orionin ja Härän ihmeet ovat omilla kosmisilla kotinurkillamme – vain muutaman tuhannen valovuoden päässä maapallosta. Nyt kuitenkin kohdistamme katseemme arviolta kahden miljoonan valovuoden päässä olevaan isoon tähtien muodostamaan spiraaliin, joka hyvin paljon muistuttaa kotigalaksiamme Linnunrataa, mutta on sitä suurempi, läpimitaltaan noin 180000 valovuotta. Andromedasta tuleva heikko loiste, jonka silmämme havaitsevat, on valoa, joka on ollut matkalla ehkä runsaat kaksi miljoonaa vuotta!
Viime vuosina Margaret Geller ja muut ovat ottaneet kunnianhimoiseksi tavoitteekseen kolmiulotteisten karttojen laatimisen kaikista meitä ympäröivistä galakseista, ja tulokset ovat herättäneet suuren pamauksen teorian suhteen vakavia kysymyksiä. Sen sijaan että nämä avaruuskarttojen piirtäjät olisivat havainneet galaksien jakautuneen tasaisesti kaikkialle, he löysivät eräästä miljoonien valovuosien pituisesta rakennelmasta ”galaksien muodostaman kuvakudoksen”. ”Se, miten tämä kuvakudos on kudottu vastasyntyneeseen universumiin lähes tasaisesti sirottuneesta aineesta, on kosmologian kiperimpiä kysymyksiä”, kertoo arvostettu tiedelehti Science eräässä tuoreessa raportissaan.
Aloitimme tämän illan luomalla katseemme tammikuiselle iltataivaalle, ja paitsi että nopeasti havaitsimme sen henkeä salpaavan kauniiksi, se myös herätti kysymyksiä ja pani puntaroimaan arvoituksia, jotka liittyvät maailmankaikkeuden todelliseen olemukseen ja alkuperään. Miten se on saanut alkunsa? Miten se on saavuttanut nykyisen moni-ilmeisyytensä? Mitä meitä ympäröiville tähtitaivaan ihmeille tulee tapahtumaan? Tietääkö sitä kukaan? Katsotaanpa.
[Tekstiruutu s. 8]
Mistä he tietävät miten kaukana se on?
Kun tähtitieteilijät sanovat Andromedan galaksin olevan kahden miljoonan valovuoden päässä, niin tämä heidän arvionsa perustuu todellisuudessa teoreettisiin laskelmiin. Kukaan ei ole vielä keksinyt keinoa tällaisten huimien etäisyyksien suoraan mittaamiseen. Etäisyydet lähimpiin tähtiin, jotka ovat korkeintaan noin 200 valovuoden päässä, voidaan mitata suoraan tähtiparallaksin avulla eli yksinkertaisella kolmiomittauksella. Tämä menetelmä soveltuu kuitenkin vain niiden tähtien etäisyydenmittaukseen, jotka ovat niin lähellä maapalloa, että ne näyttävät liikkuvan hitaasti samaan aikaan kun maapallo kiertää aurinkoa. Useimmat tähdet ja kaikki galaksit ovat paljon kauempana. Tässä vaiheessa siirrytäänkin sitten arvailemaan. Sellaisistakaan tähdistä, jotka ovat omilla kotinurkillamme, ei voida sanoa mitään varmaa. Niinpä esimerkiksi Orionin tähdistössä sijaitsevan Betelgeuzen, kuuluisan punaisen ylijättiläisen, etäisyydestä on esitetty arviolukuja, jotka vaihtelevat 300 valovuodesta yli 1000 valovuoteen. Ei siis pidä ihmetellä, jos tähtitieteilijät ovat eri mieltä galaksien etäisyyksistä, jotka ovat miljoona kertaa suurempia.
[Tekstiruutu s. 8]
Supernovat, pulsarit ja mustat aukot
Äyriäissumun keskustassa on yksi tunnetun kaikkeuden omalaatuisimmista kohteista. Tutkijoitten mukaan tämä kuolleen tähden hyvin pieni jäännös, joka on puristunut uskomattoman tiiviiksi kappaleeksi, pyörähtää haudassaan 30 kertaa sekunnissa ja lähettää radioaaltoja, jotka ensi kerran havaittiin maapallolla vuonna 1968. Sitä kutsutaan pulsariksi, ja sitä luonnehditaan vinhasti pyöriväksi supernovan jäännökseksi, joka on luhistunut niin tiiviiksi kappaleeksi, että alkuperäisen tähden atomien elektronit ja protonit ovat puristuneet siinä yhteen, jolloin tuloksena on ollut neutroneja. Tutkijat sanovat, että se on ollut aikoinaan jonkin ylijättiläiseksi luokiteltavan tähden suurimassainen ydin. Samanlaisia ylijättiläisiä ovat nykyään Betelgeuze ja Rigel Orionin tähdistössä. Kun tämä tähti aikoinaan räjähti ja sen uloimmat kerrokset sinkoutuivat ulos avaruuteen, jäljelle jäi vain kutistunut ydin, valkohehkuinen, loppuun palanut kappale, jonka ydinreaktori oli sammunut jo kauan sitten.
Kuvitellaanpa, että tähti, jonka massa on kaksi kertaa aurinkomme massaa suurempi, puristetaan palloksi, jonka halkaisija on 15–20 kilometriä. Kuvitellaanpa sitten, että planeetta Maa puristetaan 120 metrin läpimittaiseksi palloksi. Kuutiosenttimetri tätä ainetta painaisi noin miljardi tonnia.
Näyttää siltä, että kokoon puristuneesta aineesta puhuttaessa voidaan mennä vielä askeleen pitemmälle. Jos maapallo pienennettäisiin marmorikuulan kokoiseksi, maapallon painovoimakenttä olisi lopulta niin vahva, ettei edes valo pääsisi pakoon. Tässä vaiheessa pienen pieni maapallomme näyttäisi katoavan niin sanottuun mustaan aukkoon. Vaikka useimmat tähtitieteilijät uskovatkin mustien aukkojen olemassaoloon, niistä ei ole vielä saatu todisteita, ja näyttää siltä, että ne eivät ole niin yleisiä kuin jokunen vuosi sitten ajateltiin.
[Tekstiruutu s. 10]
Ovatko värit aitoja?
Ne jotka tutkivat taivasta pienellä kaukoputkella, tuntevat usein pettymystä, kun he ensi kerran saavat näkyviin jonkin kuuluisan galaksin tai tähtisumun. Missä ovat ne kauniit värit, joita he ovat nähneet valokuvissa? ”Galaksien värejä ei näe suoraan ihmissilmin edes suurimmilla käytettävissä olevilla kaukoputkilla”, toteaa tähtitieteilijä, tiedekirjailija Timothy Ferris, ”sillä niiden valo on niin heikkoa, että se ei kykene ärsyttämään verkkokalvon värejä aistivia soluja.” Tämän takia jotkut ovat tulleet siihen tulokseen, että tähtivalokuvien kauniit värit ovat huijausta, eli että ne on vain jotenkin lisätty valokuviin niiden valmistusprosessin yhteydessä. Asianlaita ei kuitenkaan ole näin. Ferris kirjoittaa: ”Värit ovat aitoja, ja tähtitieteilijät ovat koettaneet parhaansa mukaan saada ne toistumaan näissä valokuvissa luonnollisina.”
Ferris selittää kirjassaan Galaxies, että valokuvat heikosti näkyvistä kaukaisista taivaankohteista, kuten galakseista ja useimmista tähtisumuista, ”on otettu aikavalotuksella siten, että kaukoputki on suunnattu kohti jotakin galaksia ja valokuvauslevy on saanut valottua useita tunteja, jolloin tähtien valo pääsee levyn valoherkkään kalvoon. Tuona aikana käyttökoneisto ottaa huomioon maapallon pyörimisliikkeen ja pitää kaukoputken suunnattuna galaksiin, samalla kun tähtitieteilijä tai joissakin tapauksissa automaattinen ohjausjärjestelmä tekee pienen pieniä korjauksia.”
[Kaavio/Kuvat s. 7]
(Ks. painettu julkaisu)
1 Orionin tähdistö – tuttu näky tammikuisella taivaalla ympäri maailman
2 Orionin tähtisumu – tämä utuinen ”tähti” erinomaisessa lähikuvassa
3 Onko syvällä Orionin tähtisumun sisässä kosminen synnytyslaitos?
[Lähdemerkinnät]
Nro 2: Astro Photo – Oakview, CA
Nro 3: C. R. O‘Dell/Rice University/NASA
[Kuva s. 9]
Andromedan galaksi on etäisin taivaankohde, jonka voi nähdä paljain silmin. Sen pyörimisnopeus näyttää sotivan Newtonin painovoimalakia vastaan, joten on herännyt kysymys siitä, onko olemassa pimeää ainetta, jota ei voi nähdä kaukoputkilla
[Lähdemerkintä]
Astro Photo – Oakview, CA
[Kuva s. 9]
Äyriäissumu Härän tähdistössä – tähtien hautausmaa?
[Lähdemerkintä]
Bill ja Sally Fletcher
[Kuvat s. 10]
Yllä: Kärrynpyörägalaksi. Siihen on törmännyt pienempi galaksi, joka kaartoi sen lävitse ja jätti jälkeensä miljardeja vastasyntyneitä tähtiä siniseksi renkaaksi Kärrynpyörägalaksin ympärille
[Lähdemerkintä]
Kirk Borne (ST Scl) ja NASA
Alhaalla: Kissansilmäsumu. Sen mutkikas rakenne selittyy helpoimmin kahden toisiaan kiertävän tähden vaikutuksella
[Lähdemerkintä]
J. P. Harrington ja K. J. Borkowski (University of Maryland) ja NASA