wise

Outo punainen tähti kävi lähellä 70 000 vuotta sitten

Kerroimme kolme vuotta sitten Scholzin tähdestä, himmeästä punaisesta kääpiötähdestä, joka lensi aurinkokunnan läpi kosmisesti katsottuna ihan äskettäin. Nyt tästä tapauksesta on saatu lisätietoa.

 

Tähti on nimetty löytäjänsä Ralf-Dieter Scholzin mukaan, vaikkakin sen alkuperäinen koko nimi on WISE J072003.20-084651.2.

Nimi kertoo sen, että tähden löysi WISE-infrapunasatelliitti (Wide-field Infrared Survey Explorer). Näin tapahtui jo vuonna 2013, mutta vasta vuonna 2015 tapahtumaan herättiin kunnolla. Silloin tätä nyt noin 20 valovuoden päässä olevaa tähteä alettiin havaita ja sen liikerataa tutkimalla saatiin nopeasti varmistus siitä, että tähti todellakin tuli 70 000 vuotta sitten hyvin lähelle.

Nähtävästi se jopa kulki Aurinkoa ympäröivän ns. Oortin pilven läpi ja sai aikaan sen, että sieltä sinkoontui paljon komeettoja ulos aurinkokunnasta ja kohti sisempää planeettakuntaa.

Nyt ohituksesta on saatu lisää tietoa, sillä juuri julkaistussa tutkimuksessa on käyty läpi 340 ns. hyperbolisella radalla olevaa kohdetta. Niiden liike kertoo siitä, että ne ovat joko saapumassa tähtienvälisestä avaruudesta kohti Maata tai pakenemassa aurinkokunnasta kohti ulkoavaruutta niin suurella nopeudella, etteivät ne enää tule takaisin.

Tämäkin viestii siitä, että Scholzin tähti olisi tosiaankin suhahtanut ohitsemme tuolloin noin 70 000 vuotta sitten.

Kuvakaappaus videolta
Alkuihmiset tuskin katselivat taivaalla Scholzin tähteä noin 70 000 vuotta sitten, koska se oli varsin heikkovaloinen. Taiteilija voi tosin ottaa pieniä vapauksia. Kuva: José A. Peñas / SINC

Eräs ensimmäisistä tähden havaitsijoista oli Etelä-Afrikassa SALT-teleskoopilla työskentelevä, nyttemmin koko Etelä-Afrikan astronomisen observatorion johtajaksi noussut suomalainen Petri Väisänen. Hän kertoo videolla tähden havaitsemisesta helmikuussa 2015 kuvatulla videolla.

Juttua on korjattu 22.3. aamulla: Kerroimme jutussa aluksi, että tähti "loisti" taivaalla ja yllä olevan kuvan tekstissä, että "alkuihmiset olisivat voineet katsella tähteä" taivaalla. Vaikka oheinen kuva on otettu tuoreen tutkimuksen tiedotusmateriaalista, ei tähti ole ollut kirkas näky taivaalla – jos on näkynyt lainkaan. Kyseessä on heikkovaloinen punainen kääpiö, joten lähelläkin ollessaan on se todennäköisesti ollut niin heikko, ettei sitä ole paljain silmin nähty. Mikäli siinä on tapahtunut purkauksia, on se saattanut kirkastua hetkellisesti, mutta ei ole ollut silloinkaan huomiota herättävä.

Vauhdikkaat tähdet synnyttävät infrapuna-aaltoja

To, 01/07/2016 - 16:18 Markus Hotakainen
Kosmisia iskuaaltoja

Linnunradan nopeimpia tähtiä etsitään nyt infrapuna-alueen avaruusteleskooppien havainnoista. Vauhdilla liikkuvat tähdet saavat aikaan iskuaaltoja, joiden kuumentama aine lähettää lämpösäteilyä. 

Ensimmäiset tähtien synnyttämät iskuaallot löydettiin jo 1980-luvulla IRAS-infrapunasatelliitin (InfraRed Astronomical Satellite) avulla. Tuoreempia havaintoja on tehty Spitzer- ja WISE-avaruusteleskoopeilla (Wide-field Infrared Survey Explorer).

Kaksi vasemmanpuoleista kuvaa on otettu Spitzer-avaruusteleskoopilla, oikeanpuoleisin WISE-teleskoopilla. Kuvissa iskuaallot näkyvät punaisina, tähtienvälinen pöly vihreinä haituvina ja tähdet sinisinä.

Kuvissa näkyvät tähdet ovat 8–30 kertaa Aurinkoa massiivisempia. WISE-teleskoopin kuvassa on itse asiassa kaksi tähteä, joista kumpikin on saanut aikaan kosmisen iskuaallon.

Kun massiivinen tähti liikkuu avaruudessa suurella nopeudella, sen edellä harva tähtienvälinen aine puristuu kasaan: syntyy iskuaalto, joka saa aineen kuumenemaan. Muutoin hyvin hankalasti havaittava kaasu ja pöly säteilee silloin voimakkaasti infrapuna-alueella.

"Jotkut tähdet saavat lentävän lähdön, kun niiden seuralaistähti räjähtää supernovana, jotkut sinkoutuvat ulos tiheistä tähtijoukoista", listaa William Chick Wyomingin yliopistosta Laramiesta. 

Esimerkiksi Zeta Ophiuchi, 20 kertaa Aurinkoa massiivisempi tähti, kyntää avaruutta 24 kilometrin sekuntinopeudella. Siitä lähtee suurella nopeudella etenevä tähtituuli, joka törmää sen kulkureitillä olevaan aineeseen.

Spitzer- ja WISE-arkistoista on löytynyt yli 200 utumaista kaarta, jotka viittaavat kosmiseen iskuaaltoon. Niistä 80 päätyi tarkempaan tutkimukseen, joka tehtiin Wyomingin infrapunaobservatoriossa. Useimmat kaaret osoittautuivat merkeiksi massiivisista, suurella nopeudella liikkuvista tähdistä. 

"Iskuaaltojen avulla pystymme löytämään massiivisia tähtiä, jotka ovat karkumatkalla", toteaa Henry "Chip" Kobulnicky. "Ne ovat kuin laboratorioita, joissa voidaan tutkia massiivisia tähtiä ja etsiä vastauksia niiden kehitystä ja kohtaloa koskeviin kysymyksiin."

Infrapunahavainnoista kerrottiin NASAn uutissivuilla

Kuva: NASA/JPL-Caltech/University of Wyoming

Kylmän kääpiön kaasukehässä myrskyää

Pe, 12/11/2015 - 09:16 Markus Hotakainen
W1906+40-kääpiötähti

Lyyran tähdistön suunnassa noin 53 valovuoden etäisyydellä on kääpiötähti W1906+40, jonka viileässä kaasukehässä on käynnissä melkoinen myllerrys: tähden pohjoisilla napaseuduilla riehuu valtaisa pyörremyrsky.

"Tähti on Jupiterin kokoinen ja myrsky on Jupiterin Suuren punaisen pilkun kokoinen", arvioi John Gizis Delawaren yliopistosta. "Tiedämme myrskyn riehuneen vähintään kahden vuoden ajan, todennäköisesti pidempäänkin."

Tähtien kaasukehät ovat tunnetusti rauhattomia paikkoja, mutta kääpiötähdet ovat yleensä varsin vilpoisia eikä niissä esiinny yhtä voimallisia ”sääilmiöitä” kuin kuumemmissa tähdissä. 

W1906+40:n pintalämpötila on vain 2 000 celsiusastetta, joten se luokittuu vaivoin tähdeksi. Sen sisuksissa tapahtuu kuitenkin ydinreaktioita ja se säteilee, joten se kuuluu niin sanottuihin L-kääpiötähtiin sen sijaan, että olisi ruskea kääpiö eli "epäonnistunut tähti".

W1906+40 löytyi alun perin WISE-avaruusteleskoopilla (Wide-field Infrared Survey Explorer), mutta tähti sijaitsee sattumoisin taivaanalueella, johon eksoplaneettoja etsivä Kepler-avaruusteleskooppi tuijotti neljän vuoden ajan. 

Keplerin tekemien havaintojen perusteella tähden kirkkaus muuttui tavalla, joka viittasi suureen tähdenpilkkuun, vastaavanlaiseen ilmiöön kuin oman päivätähtemme auringonpilkut. Valonvaihtelussa on yhdeksän tunnin jakso, joka vastaa tähden pyörähdysaikaa.

Kun tähteä tarkkailtiin myös Spitzer-infrapunasatelliitilla, kävi ilmi, ettei kyse olekaan magneettisesta ilmiöstä vaan valtavasta, kolme kertaa Maata suuremmasta pilvipyörteestä. Tähden pintalämpötila on niin alhainen, että sen kaasukehässä muodostuu pilviä, jotka koostuvat erilaisista mineraaleista.

Aiemminkin kääpiötähtien kaasukehissä on havaittu myrskyjä, mutta ne ovat olleet paljon lyhytikäisempiä, kestoltaan vain joitakin tunteja tai korkeintaan päiviä. 

"Emme tiedä, ovatko tällaiset tähtien myrskyt harvinaisia vai yleisiä, emmekä tiedä, miksi tämä on jatkunut niin pitkään", Gizis toteaa. Jatkossa tutkijoiden onkin tarkoitus tutkia muita samankaltaisia tähtiä ja etsiä merkkejä niiden kaasukehissä mahdollisesti riehuvista pyörremyrskyistä.

Kääpiötähden myrskystä kerrottiin NASAn uutissivuilla ja tutkimus julkaistaan Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech (piirros)

Kaikkien aikojen lähin tähti

Ti, 02/17/2015 - 21:01 Markus Hotakainen
Kuva: Michael Osadciw / University of Rochester

Proxima Centauri on Auringon lähin naapuri – nykyisin. 4,2 valovuoden etäisyydellä se on kuitenkin periferiassa verrattuna Scholzin tähden etäisyyteen noin 70 000 vuotta sitten.

Löytäjänsä Ralf-Dieter Scholzin mukaan nimetty WISE J072003.20-084651.2 on hyvin himmeä punainen kääpiötähti, joka löytyi vuonna 2013 WISE-infrapunasatelliitin (Wide-field Infrared Survey Explorer) keräämästä havaintoaineistosta.

Tarkastellessaan tähden liikettä tähtitieteilijät huomasivat, että sen on muinoin täytynyt kulkea hyvin läheltä Aurinkokuntaa.

Kansainvälistä tutkijaryhmää johtanut Eric Mamajekin mukaan tähti herätti huomiota sillä, että se on "vain" 20 valovuoden etäisyydellä, mutta silti sen havaintosuuntaan nähden kohtisuora eli niin sanottu ominaisliike on taivaalla hyvin hidasta. Sen sijaan tähti on liikkumassa melkoista vauhtia melkein suoraan poispäin meistä.

Tätä nykyä Scholzin tähti on meistä jo noin 20 valovuoden etäisyydellä Yksisarvisen tähdistön suunnassa. Alla olevaan kuvaan on merkitty tähden sijainti 60 vuotta sitten (punainen pallo) ja nykyisin (sininen pallo) sekä valkoisella katkonuolella sen liike 200 vuoden aikana.

 

Tutkijat määrittivät tähden nopeuden ja kulkusuunnan tarkemmin Etelä-Afrikassa sijaitsevalla SALT-teleskoopilla (Southern African Large Telescope) ja Las Campanasin observatoriossa Chilessä sijaitsevalla Magellan-kaukoputkella tehtyjen havaintojen perusteella.

SALT-teleskoopilla työskentelevän Petri Väisäsen mukaan mittauksiin ryhdyttiin heti, kun observatorioon saatiin tieto läheisen tähden löytymisestä. "Havainnot olivat kuin suoraan tieteiselokuvasta: tähti on ohittanut meidät hyvin läheltä melko äskettäin. Mutta kuinka läheltä? Ja vaikuttiko tähti esimerkiksi komeettojen ratoihin niin, että niitä olisi suuntautunut kohti planeettoja?"  

Väisänen kertoo asiasta enemmän jutun lopussa olevassa videossa.

Kun tutkijat ottivat huomioon tähden liikkeeseen vaikuttavat tekijät koko Linnunradan vetovoimaa myöten, saatiin tulokseksi, että Scholzin tähti on 98 prosentin todennäköisyydellä kulkenut Aurinkokuntaa ympäröivän Oortin komeettapilven ulko-osien läpi.

Etäisyyttä Aurinkoon oli tuolloin noin 52 000 tähtitieteellistä yksikköä (Astronomical Unit, AU) eli Maan ja Auringon keskietäisyyttä. Se merkitsee noin 8 000 000 000 000 kilometriä eli ainoastaan 0,8 valovuotta. Lähimmän ohituksen aikaan välimatkaa oli siis vain viidennes Proxima Centaurin etäisyydestä.

Oortin pilven ulko-osissa komeettaytimiä on niin harvakseltaan, että tähti ei ilmeisesti juurikaan vaikuttanut niiden ratoihin. Todennäköisyys sille, että tähti olisi kulkenut pilven tiheämpien sisäosien halki ja saanut aikaan Aurinkokunnan keskusalueille suuntautuvia "komeettasuihkuja", on ainoastaan 1/10 000.

Vaikutuksen vähäisyys johtui myös kääpiötähden mitättömässä massasta, joka on vain noin kahdeksan prosenttia Auringon massasta. Sillä on kumppaninaan ruskea kääpiö, joka on massaltaan ainoastaan kuutisen prosenttia Auringosta. Seuralainen on "epäonnistunut" tähti, sillä sen massa ei ole riittävän suuri fuusioreaktioiden käynnistymiseksi sen ytimessä. 

Lähimmilläänkään Scholzin tähti ei ollut kovin kirkas, vain noin 10. magnitudia, joten se olisi erottunut ainoastaan kaukoputkella – edellyttäen, että sellaisia olisi ollut tuolloin olemassa. Tähdellä on kuitenkin voimakas magneettikenttä ja sen pinnalla tapahtuu rajuja flare-purkauksia, jotka voivat kasvattaa sen kirkkauden hetkellisesti monituhatkertaiseksi.

On siis mahdollista, että 70 000 vuotta sitten taivaalle tuijotelleet esivanhempamme näkivät Scholzin tähden paljain silmin joidenkin minuuttien tai tuntien ajan aina, kun siinä tapahtui voimallinen purkaus.

Tiedetuubi palaa piakkoin asiaan SALT-teleskoopin äärellä tehdyssä raportissa.

Lisää tähtien lähiohituksista toisessa jutussamme "Tähtiä tulee ja tähtiä menee" sekä alla olevassa, SALT-teleskoopilla kuvatussa videossa.

Orion ja "vähän" muutakin

Ma, 01/19/2015 - 21:13 Markus Hotakainen
Kuva NASA / ESA / M. Robbert (STScI/ESA) / Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

Nasan Astronomy Picture of the Day -sivustolla "Päivän tähtikuvana" on Orionin kaasusumu - mutta vähän toisin "silmin" kuin yleensä. Yllä oleva kuva on Hubble-avaruusteleskoopin klassinen otos tähtienvälisestä kaasu- ja pölypilvestä, jossa syntyy kaiken aikaa uusia tähtiä.

Orionin sumu eli Messier 42 on ammattiastronomien lisäksi sekä tähtinäytösten että harrastajien suosikkikohde, sillä se näkyy jo paljain silmin, ja pienelläkin kaukoputkella siitä erottuu kiehtovia yksityiskohtia.

M42 on kuitenkin vain pieni osa valtaisasta pilvikompleksista, joka kattaa koko Orionin tähdistön. Koska suurin osa pilvestä on vilpoisaa kaasua ja pölyä, sitä on paras tutkia infrapunasäteilyn aallonpituuksilla.

Tuntuu kenties nurinkuriselta, että avaruuden kylmät kohteet erottuvat parhaiten lämpösäteilyn "valossa". Niiden lähettämän säteilyn erottamiseksi havaintolaitteet onkin laukaistava Maata kiertävälle radalle ja instrumentit on jäähdytettävä yli 250 pakkasasteeseen.

Yllä oleva kuva (joka kannattaa klikata auki täyteen kokoon) on koottu WISE-avaruusteleskoopin (Wide-field Infrared Survey Explorer) havainnoista. WISE lähetettiin avaruuteen joulukuussa 2009, mutta helmikuussa 2011 se vaivutettiin "horrokseen", kun jäähdytyksessä käytetty vety oli loppunut lokakuussa. Ilman jäähdytystäkin avaruusteleskooppia voidaan kuitenkin käyttää esimerkiksi Maan lähettyville tulevien asteroidien etsintään, ja WISE käynnistettiin uudelleen syksyllä 2013.

 

Kuva WISE / IRSA / NASA / Francesco Antonucci

WISEn kuvassa Orionin "Suuri" kaasusumu on vain pieni haituva keskellä tähtienvälistä pilvimassaa. Onnekkaasti olemme katselemassa Orionin suuntaan juuri nyt, sillä sadantuhannen vuoden kuluttua kaasu- ja pölypilvi on hajaantunut kirjaimellisesti taivaan tuuliin ja jäljellä on vain tiivis rypäs nuoria, kirkkaasti loistavia tähtiä. 

Uusi asteroidi uhkaa ja ei uhkaa

Ma, 01/13/2014 - 12:36 Jari Mäkinen
2013 YP139 NEOWISEn havainnossa

Nasa julkisti viime viikolla löytäneensä uuden, aiemmin tuntemattoman maapalloa mahdollisesti uhkaavan asteroidin. 2013 YP139 on noin 650 metriä kooltaan oleva pikkuplaneetta, joka on parhaillaan noin 43 miljoonan kilometrin päässä radallaan, joka saattaa tuoda asteroidin aikanaan joskus satojen vuosien päästä jotakuinkin Kuun etäisyydelle Maasta. Ottaen huomioon virhemarginaalin ja pitkän ajan aikana mahdollisesti tapahtuvat muutokset radassa, on 2013 YP139 mahdollisesti meitä uhkaava aurinkokunnan pienkappale.

Tärkein uhka ja syy siihen, miksi asteroidi nousi nyt uutisiin, on kuitenkin Nasan rahoitus: budjettileikkausten vuoksi Nasan asteroidihavainto-ohjelma on uusien havaintolaitteiden sijaan ottanut käyttöön jo käytöstä poistetun, vanhan WISE-nimisen infrapunateleskoopin. Tämä 40 cm halkaisijaltaan olevalla kaukoputkella varustettu satelliitti laukaistiin avaruuteen joulukuussa 2009 ja se kartoitti tarkasti taivaan 10 kuukauden aikana neljällä eri infrapunasäteilyn aallonpituudella. Kun kameralaitteistojen jäähdytämiseen käytetty nestehelium loppui, teleskooppia ei alkuperäisen suunnitelman mukaan sammutettukaan heti, vaan sen käyttöä jatkettiin asteroidien metsästämiseen: nimi WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) muuttui NEOWISEksi (Near-Earth Object WISE), eikä hiipunut helium haitannut nyt siinä määrin asteroidien paikkahavaintojen tekemistä.

Teleskooppi jouduttiin kuitenkin säästösyistä laittamaan horrokseen helmikuussa 2011, jolloin se oli jo ennättänyt löytämään 38 000 aiemmin löytymätöntä asteroidia – mukana olivat myös niin sanotut Maan troijalaiset asteroidit (jotka kiertävät Aurinkoa samalla radalla ja resonanssissa Maan kanssa Lagrangen pisteissä L4 ja L5). Havaituista asteroideista 135 oli niin sanottuna NEO-asteroideja, Maan lähelle jossain vaiheessa tulevia ja siten mahdollisesti meitä uhkaavia pikkuplaneettoja.

NEOWISE otettiin uudelleen käyttöön syyskuussa 2012 pienellä budjetilla, mutta sen toiminta loppuu jälleen tämän vuoden loppupuolella, mikäli rahoitusta ei saada lisää. Niinpä Nasa uutisoi löydetystä uudesta asteroidista tavallista näkyvämmin.

Kuva: NEOWISE-teleskooppi

Paljon pikkuplaneettoja, mutta pieni uhka

Vaikka tuore asteroidiuutinen oli enempi hätähuuto Nasan rahoituksen suhteen, ovat pikkuplaneettojen havaitsemisohjelmat tärkeitä ja niistä kannattaa puhua. Uusia mahdollisesti uhkaavia asteroideja löydetään jatkuvasti lisää eri havaintovälinein, ja todennäköisesti Euroopan avaruusjärjestön uusi taivasta kartoittava Gaia tulee havaitsemaan niitä ennätyksellisen tehokkaasti. Myös monet maanpäälliset automaattiteleskoopit seulovat jatkuvasti taivasta ja löytävät uusia kappaleita koko ajan.

Nyt tammikuussa 2014 tunnetaan 1450 asteroidia, jotka ovat kooltaan vaarallisen suuria (yli 100 m halkaisijaltaan) ja jotka tulevat jossain vaiheessa hyvin lähelle (alle 7.5 miljoonan kilometrin etäisyydelle tai lähemmäs) Maata. Suurimman uhan näistä muodostaa 2007 VK184, joka on ainoa tunnettu asteroidi, joka saattaa teoreettisesti osua Maahan seuraavan sadan vuoden kuluessa. Se lentänee kuitenkin todennäköisesti vain läheltä ohitse 3. kesäkuuta 2048, sillä törmäykden todennäköisyydeksi arvioidaan vain 1:2700. Kappale on 130 metriä halkaisijaltaan ja se löydettiin Catalina Sky Survey -robottiteleskoopilla marraskuussa 2007.

Maan ohitse lentää myös jatkuvasti jo tunnettuja pienkappaleita. Esimerkiksi nyt vuoden 2014 alussa kymmenkunta asteroidia ohittaa meidät läheltä, ja kaikkein likimmäksi meitä näistä tuli 2014 AW32  viime perjantaina (10. tammikuuta), jolloin tämä 14-metrinen kappale ohitti meidät noin puolen Kuun etäisyyden päästä. Suurin alkuvuoden ohittajista on 2007 SJ, halkaisijaltaan 1,9 kilometriä oleva möhkäle, joka lentää noin 19 Kuun etäisyyden päästä 21. tammikuuta.

Vaikka tunnetut kappaleet osataankin ennustaa hyvin, tiedetään kuitenkin hyvin ettei kaikkia meitä uhkaavia asteroideja vielä tunneta: siksi taivasta täytyy tarkkailla ja mitä paremmin se voidaan tehdä, sitä enemmän meillä on aikaa suojautua mahdollista – ja aikanaan varmasti tulevaa – kosmisen törmäyksen uhkaa vastaan.