Tähtien sota -elokuvan Tatooine-planeetalta tuttu "kaksoisauringonlasku" on todellisuutta. Tähtitieteilijät ovat löytäneet ylikulkumenetelmällä jo kymmenennen eksoplaneetan, joka kiertää kaksoistähteä.

Aiemmin planeettojen syntyä pidettiin epätodennäköisenä kaksoistähtijärjestelmissä, mutta havaintojen mukaan se on yllättävän yleistä. Tämäkin löytö tehtiin Kepler-avaruusteleskoopilla, joka on metsästänyt eksoplaneettoja vuodesta 2009 lähtien.

Planeetan pinnalta kaksoisauringonlaskua ei kuitenkaan pääse ihailemaan, sillä Kepler-453 b on Neptunusta suurempi kaasuplaneetta. Se kiertää tähtiä elämänvyöhykkeellä eli etäisyydellä, jolla lämpötila on sopiva nestemäisen veden esiintymiselle. Yksi kierros eli vuosi kestää 240 vuorokautta.

Jättiläisplaneetoilla on kuitenkin yleensä kookkaita kuita, jotka voivat tarjota tyyssijan eksoottiselle elämälle. Kuista ei kuitenkaan ole havaintoja, ei myöskään muista planeetoista samassa järjestelmässä.

Kaksoistähtiä kiertävät eksoplaneetat syntyvät todennäköisesti melko etäällä tähdistä ja vaeltavat sitten lähemmäs pysyvälle radalle. Syynä voi olla vuorovaikutus nuoria tähtiä ympäröivän ainekiekon tai muiden planeettojen kanssa.

"Uskomme, että Kepler-453 b:n tapauksessa voi kyseessä olla kumpainenkin mekanismi", arvioi Nader Haghighipour Havaijin yliopistosta.

Planeettoja voi löytää ylikulkumenetelmällä ainoastaan, jos eksoplaneetta kulkee tähtensä editse useita kertoja peräkkäin. Se puolestaan edellyttää, että tarkastelemme järjestelmää planeetan ratatason suunnasta.

Radan asento voi kuitenkin muuttua hitaasti ja Kepler-453 b löytyi vain hyvällä tuurilla. Kolmen ylikulun perusteella saatiin varmistettua sen olemassaolo ja ominaisuudet, mutta seuraavan kerran eksoplaneetta kulkee tähtiensä editse vasta vuonna 2066. 

Järjestelmän tähdet kiertävät toisensa 27 vuorokaudessa. Tähdistä isompi on auringonkaltainen, mutta hieman pienempi: sen massa on 94 prosenttia Auringon massasta. Pienemmän ja viileämmän tähden massa on vain noin viidennes Auringon massasta ja sen säteilemän energian määrä on vain sadasosa isomman tähden energiasta.

Kepler-453 on Lyyran tähdistön suunnassa ja järjestelmällä on ikää alle kaksi miljardia vuotta, joten se on paljon Aurinkokuntaa nuorempi.

Uudesta löydöstä kerrottiin Havaijin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen)

Kuva: Mark Garlick/markgarlick.com

Vastuuta välttelevä ihmiskunta on etsinyt syytä ilmastonmuutokselle milloin mistäkin. Yhtenä mahdollisena tekijänä on pidetty Auringon aktiivisuuden muutoksia. Vahvimpana "todisteena" on vuosien 1645 ja 1715 välillä vallinnut Maunderin minimi, jolloin Aurinko oli käytännössä pilkuton ja talvet täällä maapallolla hyvin kylmiä.

Sen jälkeen Auringon aktiivisuus on kaiken aikaa kasvanut ja nyt elämme "modernia suurmaksimia". Siksi myös ilmasto on lämmennyt teollisesta vallankumouksesta lähtien. 

Uusi tutkimus vie pohjan tältä käsitykseltä. Auringon aktiivisuutta on seurattu jo 1600-luvulta lähtien, joten kyseessä on pisin tieteellinen havaintosarja. 1800-luvun puolivälistä on ollut käytössä Rudolf Wolfin kehittämä ja hänen nimeään kantava auringonpilkkuluku "Wolf Sunspot Number" eli WSN.  

Woldin auringonpilkkuluvussa lasketaan sekä auringonpilkkujen että pilkkuryhmien määrät. Vanhempien havaintojen vertailussa ongelmana on, että entisaikain kaukoputkilla jäivät pienet pilkut havaitsematta. Siksi vuonna 1998 kehitettiin uusi pilkkuryhmäluku, "Group Sunspot Number" eli GSN, jossa lasketaan ainoastaan auringonpilkkuryhmien määrä.

Ongelmana on ollut se, että nämä kaksi lukua eivät mene nätisti yksiin. Ennen vuotta 1885 ja vuoden 1945 tietämissä ne poikkeavat toisistaan huomattavasti. Lisäksi pilkkuryhmäluvun perusteella Auringon aktiivisuus on kasvanut tasaisesti viimeisten kahden vuosisadan ajan. 

Galileo Galilei tunnetaan lukuisista tähtitieteellisistä löydöistään. Pienellä kaukoputkellaan hän mullisti maailmankuvan erottamalla Kuun pinnalla kraattereita, Jupiterin ympäriltä kuita ja Venukselta vaiheet. Auringossakin näkyi pilkkuja, mutta niitä Galilei ei välttämättä havainnut ensimmäisenä.

Saksalainen jesuiittapappi Christoph Scheiner teki samoihin aikoihin piirroksia Auringosta ja kirjasi niihin tummia täpliä. Hän julkaisi havaintojaan vuonna 1630 ilmestyneessä kirjassaan Rosa Ursina, jonka yksi aukeama on päivän kuvanamme.

Alkuun Scheiner arveli täplien olevan Aurinkoa kiertäviä kappaleita, mutta asettui sitten samalle kannalle kuin Galilei: pilkut ovat Auringon pinnan ilmiöitä. Muuten Scheiner ja Galilei olivat eri linjoilla, sillä katolisen kirkon pappi ei hyväksynyt aurinkokeskistä maailmanmallia. Miesten välillä oli myös kiistaa siitä, kumpi oli löytänyt auringonpilkut. 

1600-luvun puolivälin paikkeilla Auringon aktiivisuus hiipui ja hiljaisuutta jatkui 1700-luvun puolelle. Kun tämän Maunderin minimiksi kutsutun jakson aikana ei pilkkuja juuri näkynyt, havaintoja kertyi hyvin vähän, ja Scheinerin julkaisema kirja säilyi keskeisenä tietolähteenä. Tuoreehko tutkimus viittaa siihen, että Aurinko on jälleen hiljenemässä.

Kuva: University of Oklahoma

Nykykäsityksen mukaan Mars jäähtyi ja kuivui jo miljardeja vuosia sitten. Tutkijat ovat nyt paikallistaneet muinaisen järven, joka saattoi olla punaisen planeetan viimeisiä vesistöjä.

Lähellä Opportunity-kulkijan laskeutumispaikkaa Meridiani-tasangolla on vajaan 50 neliökilometrin kloridiesiintymä, joka muistuttaa Maasta tuttuja suolajärviä. Sellaisia syntyy veden haihtuessa, mitä arvellaan tapahtuneen myös Marsissa ilmasto-olojen muuttuessa.   

Suolajärven liepeillä olevien mineraaliesiintymien perusteella muinainen järvenpohja on korkeintaan 3,6 miljardia vuotta vanha. Siinä olisi siis lainehtinut vettä vielä pitkään sen jälkeen, kun suurin osa Marsin vedestä oli jo kadonnut.

"Kyseessä on pitkäikäinen järvi ja pystyimme määrittämään hyvin tarkasti, kuinka vanha se voi korkeintaan olla", sanoo tutkimusryhmää johtanut Brian Hynek. "Voimme olla melko varmoja, että se oli viimeisiä suurikokoisia järviä Marsissa."

Kloridiesiintymän laajuuden ja paksuuden perusteella tutkijat arvioivat, että veden suolapitoisuus on ollut vain noin kahdeksan prosenttia Maan merien suolapitoisuudesta. Siksi siinä on voinut esiintyä alkeellista elämää mikrobien muodossa.

"Pelkän suolapitoisuuden puolesta järvi on mitä ilmeisimmin ollut elämälle suotuisa suurimman osan olemassaolostaan", Hynek arvioi. Tutkimuksessa ei kuitenkaan selvitetty muita elämän edellytyksiin vaikuttavia tekijöitä, kuten taannoisen veden happamuutta.

Tutkimuksesta kerrottiin Coloradon yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Geology-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: LASP/Brian Hynek

Yleisimmät maanpinnalle päätyvät avaruuden kivet eli meteoriitit ovat niin sanottuja H-kondriitteja. Niiden rakenne on kokkareinen, sillä niiden kiviaineessa on pieniä jyväsiä eli kondruuleja. H-etuliite tulee siitä, että kivessä on runsaasti rautaa.

Vuosikymmenten ajan tutkijat ovat yrittäneet selvittää, mistä H-kondriitit ovat peräisin. Avaruudessa vaeltavat kivenkappaleet eli meteoroidit ovat pirstaleita, jotka ovat syntyneet asteroidien törmäyksissä tai pienempien kappaleiden osuessa asteroideihin. 

H-kondriittien alkukotina on perinteisesti pidetty asteroidia nimeltä Hebe. Se löydettiin vuonna 1847 ja oli kuudes tunnettu asteroidi. Hebellä on läpimittaa 185 kilometriä eli se on varsin kookas, ja se kiertää Aurinkoa Marsin ja Jupiterin ratojen välissä sijaitsevan asteroidivyöhykkeen sisälaidalla.

Tuore tutkimus viittaa kuitenkin toisaalle. Tähtitieteilijät tekivät Havaijilla sijaitsevalla NASAn IRTF-infrapunakaukoputkella (Infrared Telescope Facility) havaintoja asteroidista, jonka luettelonimi on 2007 PA8. Se ohitti Maan marraskuussa 2012 vain noin 6,5 miljoonan kilometrin etäisyydeltä, joten tutkijat pääsivät selvittämään sen pinnan mineraalikoostumusta.

Havaintojen mukaan vajaan kahden kilometrin läpimittainen asteroidi muistuttaa koostumukseltaan läheisesti H-kondriitteja. Siten meteoriitit ovat peräisin asteroidista 2007 PA8 tai suuremmasta asteroidista, josta se on aikoinaan törmäyksen seurauksena irronnut.

2007 PA8 kuuluu lähiasteroideihin eli se kulkee aika ajoin melko läheltä Maata. Alkujaan se on kuitenkin lähtöisin asteroidivyöhykkeen ulko-osista. Loka–marraskuussa 2012 siitä tehtiin myös tutkahavaintoja, joiden perusteella se osoittautui muodoltaan epäsäännölliseksi kappaleeksi.

"Havaintomme, jonka mukaan tällaisella radalla kiertävän lähiasteroidin koostumus on samanlainen kuin H-kondriittien, viittaa siihen, että osa meteoriiteista ei ehkä olekaan lähtöisin Hebestä eivätkä ne ole peräisin asteroidivyöhykkeen sisälaidalta”, arvelee tutkimusryhmää johtanut Juan Sanchez.

"Samalla pystyimme yhdistämään H-kondriitit tiettyihin asteroidivyöhykkeen ulkolaidoilla kiertäviin asteroidiperheisiin. Tutkimuksemme mukaan 2007 PA8 on todennäköisesti peräisin Koronis-perheestä, joka saattaa olla myös joidenkin H-kondriittien alkukoti", Sanchez toteaa.

Koronis-perheeseen kuuluu esimerkiksi 60 kilometrin mittainen pitkulainen Ida-asteroidi, jota Jupiteria kohti matkannut Galileo-luotain tutki elokuussa 1993. Idalta löytyi pieni kuu, jolle annettiin nimeksi Dactyl.

Tutkimuksesta kerrottiin Planetary Science Instituten uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Tähtitieteilijät ovat ottaneet vajaan 12 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitsevan M81-ryhmän galakseista yksityiskohtaisia kuvia. Niissä nähdään ensimmäisen kerran tarkasti, miten pienempien galaksien tähdet joutuvat M81-galaksin nielaisemiksi. 

Suuri galaksi kiskoo vetovoimallaan vähäisempiä naapureitaan, saa niiden muodon vääristymään ja napsii karkaavia tähtiä itseensä. Lopulta pikkugalaksit katoavat kokonaan. Prosessi ei tullut tutkijoille yllätyksenä, mutta galaksien vuorovaikutus osoittautui oletettua vilkkaammaksi.

Jo 1990-luvun alussa huomattiin, että Linnunrata on vähitellen hotkaisemassa sitä kiertävän Jousimiehen kääpiögalaksin. Sen jälkeen samanlaista galaktista kannibalismia on havaittu esiintyvän muidenkin isojen galaksien yhteydessä. Nyt siitä saatiin entistä tarkempaa tietoa.

Tutkimus tehtiin Havaijilla sijaitsevalla 8,2-metrisellä Subaru-teleskoopilla ja sen pääpolttopisteeseen asennetulla Suprime-Cam-kameralla (Prime Focus Camera). Ryhmässä oli tutkijoita Shanghain observatoriosta, Japanin kansallisesta tähtitieteen observatoriosta sekä Edinburghin, Cambridgen ja Hiroshiman yliopistoista.

"Galaksien hyvin himmeitä ulko-osia on vaikea tutkia, mutta havaintojemme mukaan ne antavat runsaasti tietoa siitä, miten galaksit sieppaavat ja ahmivat pienempiä naapureitaan. Se on tärkeää, jotta voisimme ymmärtää, miten Linnunradan kaltaiset suuret galaksit ovat syntyneet ja kehittyneet", arvioi tutkimusryhmään kuulunut Annette Ferguson Edinburghin yliopistosta.

Galaksien ruokahalusta kerrottiin Edinburghin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus julkaistaan Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuva: Subaru Telescope/NAOJ/Suprime Cam

Mustat aukot eivät ole yksioikoisia kosmisia imureita, jotka ahmivat kitaansa kaiken eteensä osuvan. Niiden ympärillä on usein aukkoon putoavasta aineesta muodostunut kertymäkiekko – periaatteessa samanlainen pyörre kuin pesualtaan pohjasta pois valuvassa vedessä – ja sen pyörimisakselin myötäinen, kahteen suuntaan kiitävä hiukkassuihku.

Tähän saakka on arveltu, että voimallisten ilmiöiden aikaansaajana mustat aukot ovat ylivertaisia. Vaan eivätpä olekaan. Tuoreiden havaintojen mukaan neutronitähdet pystyvät loihtimaan jokseenkin yhtä energistä myllerrystä niitä ympäröivään avaruuteen.

"Se on yllättävää ja kertoo siitä, että joissakin neutronitähden ja tavallisen tähden muodostamissa järjestelmissä tapahtuu sellaista, mitä emme ole kuvitelleetkaan", toteaa Adam Deller ASTRONista, Alankomaiden radioastronomian instituutista (Netherlands Institute for Radio Astronomy).

Mustat aukot ovat maailmankaikkeuden tiheimpiä kohteita, mutta neutronitähdet tulevat hyvänä kakkosena. Kaksoistähtijärjestelmissä kumpikin voi vetää puoleensa kumppaninaan olevan tavallisen tähden ainetta. Osa aineesta saattaa sinkoutua kauas avaruuteen liki valon nopeudella etenevinä suihkuina.

Vähäinenkin mustaan aukkoon syöksyvä aine voi aiheuttaa suihkuja, jotka säteilevät voimakkaasti radioalueella. Neutronitähteen putoavan kaasun määrän pitää kuitenkin olla hyvin suuri, jotta seurauksena olisi havaittava ainesuihku – tai näin kuviteltiin.

Vastikään neutronitähdestä nimeltä PSR J1023+0038 tehdyt röntgen- ja radiohavainnot kertovat toista. Anne Archibaldin, toisen ASTRONin tutkijan, vuonna 2009 löytämä kohde on niin sanottu "muuttuva millisekuntipulsari". 

Neutronitähti saattaa olla vuosikausia rauhallisessa "lepotilassa", kunnes se taas alkaa kerätä ympärilleen ainetta. Vuosina 2013–14 sen havaittiin vetävän ainetta puoleensa hyvin vähäisiä määriä, joten mahdollisesti syntyvän suihkun arveltiin olevan heikko.

"Odottamatta VLA-radioteleskoopilla tehdyt havainnot kertoivat voimakkaasta säteilystä, joka viittasi lähes yhtä voimakkaaseen suihkuun kuin mustien aukkojen yhteydessä oletetaan syntyvän", Deller kertoo.

Sittemmin on löydetty kaksi muutakin "muuttuvaa" järjestelmää ja kummassakin esiintyy suihkuja, jotka ovat ominaisuuksiltaan mustien aukkojen luokkaa. Toistaiseksi ilmiölle ei ole löytynyt selitystä, mutta Dellerin johtaman ryhmän on tarkoitus tehdä tällaisista kaksoistähtijärjestelmistä lisähavaintoja ja etsiä myös ennestään tuntemattomia. Uusien havaintojen toivotaan antavan eväitä ilmiön teoreettiselle tarkastelulle ja paljastavan syyn neutronitähtien odottamattomalle energisyydelle.

Uusista löydöistä kerrottiin NRAO:n (National Radio Astronomy Observatory) uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Euroopan eteläinen observatorio ESO on julkaissut kaikkien aikojen yksityiskohtaisimman kuvan aiemmin kehnohkosti tunnetusta kohteesta ESO 378-1. Kohteen nimi viittaa luetteloon, joka koottiin 1970- ja -80-luvuilla ESOn metrisellä Schmidt-kaukoputkella otettujen kuvien perusteella. Tuore kuva on otettu Chilessä sijaitsevalla VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope), joka rakentuu neljästä 8,2-metrisestä peilikaukoputkesta.

Kuvassa hohtava kupla on Vesikäärmeen tähdistössä oleva planetaarinen sumu, jonka lempinimi on "Eteläinen pöllösumu". Se muistuttaa pohjoisen taivaan Pöllösumua, joka on Ison karhun tähdistön suunnassa. Hyvällä mielikuvituksella sumussa näkyvät tummemmat alueet voi mieltää pöllön ymmyrkäisiksi silmiksi.

Planetaarinen sumu syntyy, kun Auringon kokoluokkaa oleva tähti kehityksensä loppuvaiheissa syytää osan massastaan avaruuteen. Laajenevan kaasupilven keskelle jää valkoinen kääpiö, suunnilleen maapallon kokoinen, mutta liki Auringon massainen tähden jäänne. 

Valkoinen kääpiö jäähtyy hitaasti, sillä sen sisuksissa ei enää tapahdu energiaa vapauttavia fuusioreaktioita. Alkuun sen säteilemä ultraviolettisäteily saa ympäröivän kaasupilven hohtamaan planetaarisena sumuna. Pilven laajentuessa ja säteilyn hiipuessa planetaarinen sumu himmenee, ja katoaa lopulta kokonaan.

Planetaarisen sumun elinaika on tähden elinkaareen verrattuna suunnilleen sama kuin saippuakuplan elinaika verrattuna kuplan puhaltaneen lapsen ikään. Siinä missä Auringon kokoisen tähden elinkaari kestää kymmenisen miljardia vuotta, planetaarinen sumu haihtuu muutamassa kymmenessätuhannessa vuodessa.

Kauniisti hohtavat planetaariset sumut eivät ole pelkkiä kosmisia koristeita, vaan ne ovat keskeisessä asemassa myös meidän itsemme olemassaolon kannalta. Tähtien sisuksissa myllertävissä fuusioreaktioissa syntyy vetyä ja heliumia raskaampia alkuaineita aina rautaan saakka (rautaa raskaammat alkuaineet syntyvät supernovaräjähdyksissä). 

Kun tähti ehättää elämänsä ehtoolle, sen tuottamat alkuaineet puhaltuvat avaruuteen tähden ulkokerrosten mukana. Ja nuo ulkokerrokset näemme planetaarisina sumuina, joiden kaasu vähitellen sekoittuu tähtienväliseen aineeseen seuraavien tähtisukupolvien ja planeettojen rakennusmateriaaliksi. Ilman planeraarisia sumuja maailmankaikkeus olisi eloton paikka.

Kuva on julkaistu osana ESOn "Kosmiset jalokivet" -ohjelmaa (Cosmic Gems), jonka tarkoituksena on tuottaa opetus- ja tiedotustoimintaa varten näyttäviä kuvia mielenkiintoisista tähtitaivaan kohteista.

Lisätietoja kuvasta ja kohteesta löytyy ESOn uutissivuilta.

Kuva: ESO

Gammapurkaukset ovat universumin voimallisimpia ilmiöitä. Yhdessä ainoassa purkauksessa voi vapautua muutamassa sekunnissa yhtä paljon energiaa kuin Aurinko säteilee koko kymmenen miljardin vuoden mittaisen elinkaarensa aikana. 

Gammapurkausten säteily kantaa kevyesti useiden miljardien valovuosien päähän ja ne voivat paljastaa kohteita, joita ei muuten voitaisi havaita lainkaan. Purkausten syytä ei vielä varmuudella tiedetä, mutta niiden arvellaan syntyvän massiivisten tähtien romahtaessa kaukaisissa galakseissa mustiksi aukoiksi.

Tähtitieteilijät ovat tehneet gammapurkaustn avulla uuden ennätyksen: seitsemän miljardin valovuoden etäisyydeltä on löytynyt galaksien muodostama rengas (kuvassa keskellä), joka on maailmankaikkeuden tunnetuista rakenteista ylivoimaisesti suurin.

Lajos Balazsin johtama ryhmä on tutkinut tarkemmin yhdeksää gammapurkausta, jotka on havaittu sekä avaruudessa että maanpinnalla olevien observatorioiden havaintolaitteilla. Ne kaikki näyttävät sijaitsevan samalla etäisyydellä. Taivaalla niiden muodostamalla renkaalla on läpimittaa 36 astetta eli yli 70 kertaa Kuun näennäinen läpimitta.

Mikäli purkausten etäisyydet on määritetty oikein, rengas on todellisuudessa halkaisijaltaan yli viisi miljardia valovuotta. Tutkijoiden mukaan todennäköisyys, että gammapurkaukset muodostaisivat sattumalta tietyllä etäisyydellä olevan renkaan, on vain 1/20 000.

"Jos rengas on todellinen rakenne, näemme sen jokseenkin kohtisuorasta suunnasta, sillä gammapurkausten etäisyydet sen keskustasta vaihtelevat vain vähän. Toisaalta rengas voi olla kuvajainen pallosta, missä kaikki havaitut gammapurkaukset tapahtuivat 250 miljoonan vuoden kuluessa. Maailmankaikkeuden ikään verrattuna se on lyhyt aika", pohtii Balazs.

Jos kyseessä on pallo, se voi puolestaan muodostua suuren mittakaavan tyhjiä aukkoja ympäröivistä galaksijoukkojen ketjuista. Monet maailmankaikkeuden mallit ennustavat, että avaruus on kuin saippuavaahtoa; tosin nyt havaittu rakenne on vähintään kymmenen kertaa suurempi kuin aiemmin tunnetut "kuplat".

Kosmologisen periaatteen mukaan maailmankaikkeus on kaikkein suurimmassa mittakaavassa tasainen. Teoreettisesti suurimmat rakenteet olisivat läpimitaltaan korkeintaan 1,2 miljardia valovuotta. Vastikään löytynyt rengas on lähes viisi kertaa suurempi.

"Jos olemme oikeassa, rakenne on ristiriidassa nykyisten maailmankaikkeuden mallien kanssa. Oli suuri yllätys löytää jotain näin suurta emmekä vieläkään ymmärrä, miten se on voinut ylipäätään syntyä", Balazs päättää.

Valtavasta renkaasta kerrottiin Royal Astronomical Societyn uutissivulla ja tutkimus on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -lehdessä.

Kuva: L. Balazs

Linnunradan käsikirja liftareille kertoo muinaisesta Margratheasta, myyttisestä maailmasta, jonka vientituotteena olivat käsityönä tehdyt luksusluokan mittatilausplaneetat. Samaisen legendaarisen hakuteoksen "enimmäkseen harmittomaksi" luokittelemalla maapallolla ei ole vielä päästy yhtä pitkälle, mutta laboratoriokokeet on jo aloitettu.

Planeettojen syntyprosessi tunnetaan pääpiirteiltään, mutta yksi monista arvoituksista on sen alkuvaiheet: miten tähtienvälisen aineen kasautuminen pääsee käyntiin? Syntymässä olevia tähtiä ympäröivissä ainekiekoissa oleva pöly muistuttaa hienojakoisuudeltaan suunnilleen savua. Tästä usvasta pitäisi saada aikaan monenkirjavia, niin kivisiä kuin pääosin kaasusta koostuvia planeettoja. 

Tutkijat ovat jo pitkään arvelleet, että sähköstaattiset vuorovaikutukset saattavat auttaa toisiinsa törmäileviä hiukkasia pysymään yhdessä sen sijaan, että ne kimpoilisivat eri suuntiin. 

Chicagon yliopistossa on nyt ensimmäisen kerran onnistuttu tarkastelemaan yksityiskohtaisesti, miten hiukkasryppäät lähtevät kasvamaan pitkän kantaman sähköstaattisten vuorovaikutusten avittamien sieppausten seurauksena. Näin syntyy "raemolekyylejä", jotka muistuttavat rakenteeltaan yksinkertaisia kemiallisia yhdisteitä. 

Vapaassa putoamisliikkeessä olevan hiukkasvirran avulla tutkijat simuloivat liki painotonta tilaa, missä sähköisesti varattujen hiukkasten väliset veto- ja hylkimisvoimat vaikuttavat vastaavalla tavalla kuin avaruuden tyhjyydessä. Hiukkasia seurattiin huippunopealla videokameralla, joka oli myös vapaassa pudotuksessa.

"Tutkimuksella on merkitystä planeettojen synnyn kaikkein varhaisimpien vaiheiden kannalta. Prosessin uskotaan käynnistyvän tähtienvälisten pölyhiukkasten keskinäisistä törmäyksistä", arvioi tutkijaryhmään kuulunut Heinrich Jaeger. 

Yksittäisissä nokkakolareissa ei kuitenkaan vapaudu riittävästi energiaa, jotta hiukkaset takertuisivat toisiinsa, mutta sähköisistä voimista näyttää löytyvän selitys – kuten arveltiinkin.

Tuoreet tulokset eivät tuo selvyyttä ainoastaan planeettojen syntyyn, vaan sillä arvellaan olevan sovelluksia niin biofysiikassa ja termodynamiikassa kuin proteiinien ja nukleiinihappojen rakenteen tutkimuksessakin.

Laboratoriokokeista kerrottiin Chicagon yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/JPL-Caltech