Linnunrata

Mustia aukkoja, tähtienvälisiä tuulia ja hiipuva tähtitehdas – kosminen perhonen kertoo galaktisesta kolarista

To, 04/19/2018 - 13:13 Markus Hotakainen

NGC 6240 on omituisen näköinen galaksi Käärmeenkantajan tähdistön suunnassa. Coloradon yliopiston tutkijat ovat selvittäneet, mitä 400 miljoonan valovuoden etäisyydellä oikein on tapahtumassa.

Francisco Müller-Sánchezin johdolla tutkitun galaksin keskustassa on normaalin yhden sijasta kaksi supermassiivista mustaa aukkoa. Ja ne ovat törmäämässä pikapuoliin toisiinsa.

Vinhaa vauhtia toisiaan kiertävät mustat aukot sinkoavat avaruuteen kaasua, joka on yhdessä tähdistä puhaltavan tuulen kanssa ajamassa alas galaksin tähtitehdasta: uusia tähtiä ei kohta enää synny.

"Kyseessä on ensimmäinen galaksi, jossa pystymme tarkastelemaan samaan aikaan kahden supermassiivisen mustan aukon aikaansaamaa tuulta ja tähtien synnystä seuraavaa heikosti ionisoituneen kaasun virtausta", Müller-Sánchez sanoo.

NGC 6240 edustaa melko harvinaista galaksien tyyppiä, sillä se on parhaillaan muotoutumassa kahdesta yhteensulautuneesta galaksista. Ilmiössä ei sinänsä ole mitään erikoista, sillä myös Linnunradan arvellaan aikoinaan syntyneen samalla tavalla.

Nyt tutkitun galaksin tekee merkittäväksi se, että prosessi on vielä kesken. Siten se tarjoaa oivan näkymän galaksien kehityksen tärkeään vaiheeseen.

NGC 6240 on muodoltaan hyvin erikoinen, sillä toisin kuin Linnunrata, joka on rakenteeltaan tyypillinen sauvaspiraaligalaksi, "perhosgalaksin" keskustasta ulottuu kaasukielekkeitä kymmenientuhansien valovuosien etäisyydelle galaksienväliseen avaruuteen.

Coloradon yliopiston tutkijaryhmä teki galaksista havaintoja Hubble-avaruusteleskoopilla, Chilessä sijaitsevalla VLT-teleskoopilla ja New Mexicossa sijaitsevalla Apache Pointin observatorion teleskoopilla.

"Kolmella teleskoopilla koottujen tietojen avulla määritimme galaksin kaasuvirtausten sijainnit ja nopeudet", Rebecca Nevin kertoo. "Sen ansiosta pystyimme erottamaan kaksi eri tuulta – toinen on lähtöisin kahdesta supermassiivisesta mustasta aukosta, toinen tähtien syntyalueelta."

Havaintojen perusteella galaksin muotoa on muokannut kaksi eri tekijää. Perhoshahmon toinen ”siipi” on syntynyt voimakkaiden tähtituulien puhaltamana, kun toinen on muodostunut mustien aukkojen sinkoamasta kaasusta.

Tuulet puhaltavat kaasua vuodessa noin sadan Auringon massan verran ulos galaksista, mikä on valtaisa määrä verrattuna tähtien syntytahtiin sen keskusalueilla.

Moinen kaasuvajaus vaikuttaa galaksien kehitykseen. Yleensä kahden galaksin törmäys saa aikaan kiivaan tähtien syntyprosessin, mutta galaksista puhaltavat tuulet voivat hidastaa sitä huomattavasti: kaasua ei riitä pitkään uusien tähtien muodostumiseen.

NGC 6240 on juuri nyt tässä kehitysvaiheessa. Siinä muodostuu vielä toistaiseksi tähtiä tiuhaan tahtiin, mutta ennen pitkää galaksin aktiivinen vaihe päättyy ja siitä tulee Linnunrataa muistuttava seestyneen rauhallinen galaksi.

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

Kuva: NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, & A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Kosmisia karkotuspäätöksiä galaktisessa mitassa – Linnunrata lemppaa tähtiä ulos

Ti, 02/27/2018 - 10:04 Markus Hotakainen

Robert Heinlein julkaisi vuonna 1966 tieteisromaanin The Moon Is a Harsh Mistress, joka sittemmin suomennettiin nimellä Kuu on julma. Eipä ole Linnunratakaan erityisen lempeä.

Kotigalaksimme kierteistä kiekkoa ympäröi pallomainen halo, jossa on harvakseltaan tähtiä, kaasua ja pölyä. Max Planckin tähtitiedeinstituutin tutkijat ovat nyt selvittäneet, missä halosta löytyvät tähdet – tai ainakin jotkut niistä – ovat syntyneet.

Halon tähdet muodostavat ryppäitä, jotka kiertävät Linnunradan keskusta. Ne eivät ole kuitenkaan syntyneet siellä, missä ne nykyisin majailevat, vaan galaksin kiekossa. Sittemmin ne ovat saaneet häädön syntysijoiltaan.

Aiemmin arveltiin, että tähtiryhmittymät olisivat jäänteitä pienemmistä seuralaisgalakseista, jotka ovat sulautuneet Linnunrataan. Ilmeisesti tähdet ovat kuitenkin lähtöisin Linnunradasta, mutta kääpiögalakseilla on silti oma roolinsa näytelmässä.

"Kun massiivinen kääpiögalaksi kulkee galaksimme kiekon läpi, se tuuppaa tällaiset ryhmittymät pois Linnunradan tasosta. Ohikulku saa aikaan värähtelyitä, aaltoja, jotka sinkoavat tähtiä joko tason ylä- tai alapuolelle riippuen siitä, mihin suuntaan häiriöitä aiheuttava massa liikkuu", selventää tutkimuksessa mukana ollut Judy Cohen.

Värähtelyiden olemassaolo on ennustettu jo vuosikymmeniä sitten, mutta nyt niistä saatiin toistaiseksi vankin todiste. Oskillaatiot saavat Linnunradan "soimaan" ja samaan tapaan kuin maapallon tapauksessa, kotigalaksimme läpi kulkevista aalloista voidaan tehdä "galaktisen seismologian" keinoin päätelmiä sen rakenteesta.

Maria Bergemannin johtama ryhmä sai nyt ensimmäisen kerran määritettyä yksityiskohtaisesti halotähtien kemiallisen koostumuksen. Linnunradan kiekossa, halossa ja pallomaisissa tähtijoukoissa sekä lähiympäristön kääpiögalakseissa tähtien koostumus on hyvin erilainen.

Tutkijat tarkastelivat 14 tähteä kahdessa eri ryhmittymässä, joilla on nimet Triangulum-Andromeda (Tri-And) ja A13. Ne ovat vastakkaisilla puolilla Linnunrataa noin 14 000 valovuoden etäisyydellä kiekon tasosta.

Tutkijoiden verratessa kahden ryhmittymän kemiallista koostumusta paitsi toisiinsa myös Linnunradan kiekon tähtiin ne osoittautuivat lähes samanlaisiksi. Niinpä halosta löytyneiden tähtien täytyy olla peräisin Linnunradan kiekosta.

Toistaiseksi ei tiedetä, milloin kaukaiset tähdet joutuivat häädetyiksi Linnunradasta. Tutkijoiden tavoitteena on seuraavaksi määrittää näihin kahteen ryhmään kuuluvien tähtien massat ja iät, jolloin saataisiin tietoa myös ajankohdasta, jolloin Linnunrata heitti tähdet kylmästi pihalle.

Tutkimuksesta kerrottiin Keck-observatorion uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: T. Mueller/C. Lporte/NASA/JPL-CALTECH

Magneettikenttä paljastaa – musta aukko vispaa Linnunradan keskuksen kaasua ja pölyä

Ke, 02/21/2018 - 17:25 Markus Hotakainen

Kanarian saarilla voi tehdä muutakin kuin loikoilla ja ottaa aurinkoa. Siellä onnistuu esimerkiksi Linnunradan keskusalueiden tutkimus ennätyksellisen tarkasti.

Oxfordin yliopiston professorin Pat Rochen johdolla on laadittu huippuluokan "kartta" kotigalaksimme keskuksessa piileskelevän mustan aukon lähiympäristössä kieppuvista kaasu- ja pölypilvistä sekä tähdistä.

Linnunradan keskusalueilla tähtien on todettu kiitävän jopa 30 miljoonan kilometrin tuntinopeudella, mistä on pystytty laskemaan mustan aukon massan olevan yli miljoonakertainen Aurinkoon verrattuna.

Kartoitukseen käytettiin La Palman saarella sijaitsevaa 10,4-metristä GTC-kaukoputkea (Gran Telescopio Canarias) ja siihen kytkettyä CanariCam-infrapunakameraa. Sen toiminta-alue on 7,5–25 mikronin aallonpituuksilla ja sillä pystytään tutkimaan myös magneettikenttien ominaisuuksia säteilyn polarisaation perusteella.

Näkyvän valon alueella Linnunradan keskuksen tutkimus ei onnistu laisinkaan, sillä se on Maasta katsottuna tiheiden tähtienvälisten kaasu- ja pölypilvien takana. Infrapuna-alueella, samoin kuin radio- ja röntgenalueilla, havainnot kuitenkin onnistuvat.

Uusi infrapuna-alueen kartta kattaa alueen, joka ulottuu joka suunnassa noin valovuoden etäisyydelle mustasta aukosta. Kuvassa erottuvat siveltimenvetoja muistuttavat juovat syntyvät magneettikenttien myötäisesti liikkuvien lämpimien pölyhiukkasten ja kuuman kaasun säteilystä.

Valovuosien mittaiset säikeet kiertävät mustaa aukkoa, mikä kertoo kaasun ja pölyn liikkeistä sen lähiympäristössä. Magneettikenttä näyttää yhdistävän myös alueella olevia tähtiä.

Kentän voimakkuudesta on osoituksena se, että kaasun ja pölyn muodostamat säikeet säilyttävät muotonsa, vaikka niihin puhaltaa kaiken aikaa voimakas tähtituuli. Tosin osa aineesta päätyy ennen pitkää mustan aukon syövereihin.

Toistaiseksi ei tiedetä, mistä Linnunradan keskusalueen magneettikenttä saa alkunsa, mutta todennäköisesti sen ominaisuuksiin vaikuttaa vahvasti supermassiivinen musta aukko. Kun kenttä on kytkeytynyt kaasuun ja pölyyn sekä tähtiin, ja kaikkien niiden liikkeeseen vaikuttaa valtaisa gravitaatio, mustalla aukolla on oma osuutensa myös magneettikentän muotoutumisessa.

Kartoituksesta kerrottiin Royal Astronomical Societyn uutissivulla ja tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedejulkaisussa.

Kuva: E. Lopez-Rodriguez/NASA Ames/University of Texas at San Antonio. 

Viisikko syömässä – Stephanin kvintetin jäsenet jäystävät toisiaan

Ke, 02/07/2018 - 13:37 Markus Hotakainen

Havaijilla sijaitsevalla CFHT-teleskoopilla (Canada-France-Hawaii Telescope) on onnistuttu kuvaamaan laajamittaista galaktista kannibalismia.

 

Stephanin kvintetti on viiden galaksin muodostama, 200–300 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitseva ryhmä, jonka ranskalainen tähtitieteilijä Édouard Stephan löysi vuonna 1877. Nykyisin tiedetään, että pikkukuvan alaosan keskellä näkyvä spiraaligalaksi NGC 7320, ei itse asiassa kuulu ryhmään, vaan on paljon lähempänä meitä, vain noin 40 miljoonan valovuoden etäisyydellä.

Useilla eri aallonpituuksilla otetuista kuvista koostetussa tuoreessa näkymässä erottuu rakenteita ja yksityiskohtia, joista ei aiemmin ole ollut tietoa. Kuvan ottamiseen käytettiin CFHT-teleskoopin 380 megapikselin MegaCam-kameraa.

Aiemman arveltiin, että pikkukuvan oikeassa alakulmassa näkyvä ellipsigalaksi NGC 7317 olisi päätynyt ryhmään vasta melko äskeittäin. Uudet havainnot osoittavat, että se on ollut vuorovaikutuksessa muiden galaksien kanssa hyvin pitkään.

Galaksin ympärillä erottuu vanhojen tähtien muodostama punertava halo, joka kertoo galaktisesta kannibalismista: ellipsigalaksi on riistänyt tähtiä ja kaasua muilta ryhmän jäseniltä.

Uuden tutkimuksen mukaan Stephanin kvintetti on paljon aiemmin arvioitua vanhempi. Sen muodostumista ja kehitystä joudutaan nyt tarkastelemaan uudella tavalla. Joka tapauksessa galaktisen kannibalismin seurauksena on todennäköisesti ryhmän sulautuminen yhdeksi jättimäiseksi ellipsigalaksiksi.

Kannibalismin taustalla on galaksien keskinäinen vetovoima. Tiiviissä ryhmissä ja joukoissa on tyypillistä, että isommat galaksit kahmivat itseensä ainetta pienemmistä galakseista ja voivat ahmaista ne lopulta kokonaan.

Näin on käynyt myös Paikallisessa ryhmässä, jonka kookkaimmat jäsenet Linnunrata ja Andromedan galaksi ovat miljardien vuosien kuluessa hajottaneet ja imaisseet itseensä todennäköisesti useita pienempiä seuralaisgalakseja.

Vetovoima vaikuttaa luonnollisesti myös Linnunradan ja Andromedan galaksin välillä, ja laskelmien mukaan ne törmäävät ja sulautuvat yhteen muutaman miljardin vuoden kuluttua.

Uusista havainnoista kerrottiin CFHT-teleskoopin uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuvat: CFHT/Coelum/Pierre-Alain Duc (Obs. de Strasbourg)/Jean-Charles Cuillandre (CFHT/CEA Saclay/Obs. de Paris)/ Giovanni Anselmi (Coelum)

Centaurus A ja 16 kääpiötä

Pe, 02/02/2018 - 18:20 Markus Hotakainen

Centaurus A on jättimäinen ellipsigalaksi noin 13 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Se on siis melko läheinen tähtijärjestelmä, mutta pystyy silti edelleen yllättämään.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on todennut, että Centaurus A:lla on useita seuralaisgalakseja, mikä ei sinänsä ole omituista, mutta ne kiertävät emogalaksiaan samassa tasossa. Moista ei ole aiemmin havaittu oman Paikallisen galaksiryhmämme ulkopuolella.

"Löydön merkitys on siinä, että se kyseenalaistaa tietyt kosmologiset mallit ja simulaatiot, joiden on määrä selittää galaksien ja niiden seuralaisten keskinäiset suhteet", toteaa tutkimuksessa mukana ollut Marcel Pawlowski Kalifornian yliopistosta (University of California, Irvine).

Pimeän aineen "kylmän" mallin mukaan pienempien tähtijärjestelmien pitäisi sijoittua satunnaisesti isompien galaksien läheisyyteen eikä niiden liikesuunnissa pitäisi olla mitään järjestäytyneisyyttä. Niin ei kuitenkaan näytä olevan.

Jo aiemmin on havaittu, että Linnunradalla ja Andromedalla on seuralaisgalakseja, jotka kiertävät niitä samalla tavoin suuntautuneilla radoilla. Centaurus A on kolmas vastaavanlainen tapaus, joten teorian kannalta tilanne ei näytä kovin hyvältä.

Käytännön havaintojen ongelmana on pienten kääpiögalaksien liikkeen määrittäminen. Linnunradan tapauksessa se on vielä suhteellisen helppoa, koska sen seuralaisten etäisyys on pieni.

"Jos otat kuvan nyt, odottelet kolmisen vuotta ja otat uuden kuvan, niin näet, miten ne ovat liikkuneet. Siitä saadaan määritettyä nopeus ja suunta", Pawlowski havainnollistaa.

Tällä tavoin on määritetty yhdentoista Linnunradan seuralaisgalaksin liikkeet. Kahdeksan niistä kiertää kotigalaksiamme melko tarkkaan samassa tasossa sen "napojen" kautta eli kohtisuoraan Linnunradan tasoa vastaan. Samaan ryhmään kuuluu todennäköisesti useampiakin galakseja, mutta niitä ei pystytä havaitsemaan tiheiden pölypilvien takaa.

Andromedan galaksilta on löydetty 27 seuralaista, joista 15 kiertää sitä samassa tasossa. Centaurus A on paljon kauempana, joten himmeitä seuralaisgalakseja on vaikea havaita ja niiden liikkeiden määrittäminen on vielä vaikeampaa.

Nyt on kuitenkin onnistuttu tutkimaan tarkemmin kaikkiaan kuuttatoista Centaurus A:n seuralaista. Niistä peräti 14 kiertää galaksia samassa tasossa. Kolmen galaksin seuralaisista tehdyt havainnot ovat räikeässä ristiriidassa kosmologisten mallien kanssa, sillä ainoastaan 0,5 prosentilla "läheisen" avaruuden galakseista pitäisi olla tällä tavoin käyttäytyviä seuralaisia.

"Jotain on siis vielä huomaamatta. Joko simulaatioista puuttuu jokin keskeinen tekijä tai sitten niiden pohjana oleva malli on väärä. Tutkimuksemme perusteella näyttäisi olevan tarpeen kehittää vaihtoehtoisia malleja", Pawlowski pohtii.

Galaksitutkimuksesta kerrottiin UCI:n uutissivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Christian Wolf/SkyMapper team/Australian National University

Tähtiötökät tutkivat yli miljoona tähteä vuodessa

To, 02/01/2018 - 16:05 Markus Hotakainen

Siding Springin observatoriossa Australiassa aletaan kartoittaa tähtiä ja galakseja ennätysvauhdilla. Nopeus perustuu pikkuruisiin robotteihin.

Uusi TAIPAN-spektrografi hyödyntää muiden vastaavien instrumenttien tavoin valokuituja, joiden avulla pystytään täsmäkeräämään valoa ainoastaan tutkittavista kohteista.

Ongelmana on ollut se, että valokuidut on sijoitettava kaukoputken näkökenttään tarkalleen oikeisiin kohtiin, jotta tähtien tai galaksien valo päätyy mittalaitteeseen. Se vie arvokasta havaintoaikaa.

Australian tähtitieteellisessä observatoriossa on nyt kehitetty uusi, havaintoja huomattavasti tehostava tekniikka, joka perustuu pieniin Starbug-robotteihin.

TAIPAN-instrumentissa valokuitujen sijoittelusta vastaavat 150 "tähtiötökkää" etsivät itsenäisesti uudet kohteet kuvakentästä ja siirtävät valokuidut oikeisiin kohtiin, mikä säästää huimasti aikaa.

Ensi alkuun instrumentilla toteutetaan kaksi laajaa tutkimushanketta: FunnelWeb-tähtikartoitus, jossa mitataan yli kolmen miljoonan tähden spektri, ja Taipan-galaksikartoitus, jossa tutkitaan kolmea miljoonaa galaksia.

Siding Springin observatorion UK Schmidt -teleskooppiin asennetun uuden instrumentin avulla pystytään mittaamaan 150 tähden spektri joka kuudes minuutti. Yhden yön aikana tähtiä kertyy 15 000 ja vuodessa toista miljoonaa.

Havainnot kootaan spektritietokantaan, jossa on miljoonia eteläisen taivaanpallon tähtiä. Kootun datan avulla pystytään esimerkiksi etsimään uusia planeettajärjestelmiä ja hyvin nuoria tähtiä.

"Lisäksi sen pohjalta saadaan muodostettua aiempaa paljon tarkempi kuva kotigalaksimme Linnunradan rakenteesta, historiasta ja tulevaisuudesta", listaa Uuden Etelä-Walesin yliopiston professori Chris Tinney.

Uudella instrumentilla tehtävä galaksitutkimus on puolestaan kattavin eteläisellä pallonpuoliskolla tehty spektroskooppinen kartoitus. Sen avulla pystytään määrittämään maailmankaikkeuden laajenemisnopeus yhden prosentin tarkkuudella.

"Taipan-galaksikartoitus kertoo meille sekä maailmankaikkeuden iän että koon ennennäkemättömällä tarkkuudella", toteaa Australian kansallisen yliopiston professori Matthew Colless.

TAIPAN on kuitenkin vasta prototyyppi. Samaa tekniikkaa hyödyntävä, vielä tehokkaampi MANIFEST-spektrografi on määrä asentaa seitsemästä 8,4 metrin peilistä rakentuvaan GMT-kaukoputkeen (Giant Magellan Telescope) sen valmistuttua 2020-luvun puolivälin tietämissä.

Uudesta tekniikasta kerrottiin Uuden Etelä-Walesin yliopiston uutissivuilla.

Kuva: David Brown/AAO

Missä Suomi oli sata vuotta sitten?

Pe, 01/20/2017 - 18:34 Jarmo Korteniemi

Suomi on kulkenut satavuotisen historiansa aikana pitkän matkan. Matkaa on tehty sekä hyvin hitaasti että erittäin nopeasti. Eikä nyt puhuta kulttuurista, taloudesta tai poliittisista muutoksista, vaan todellisesta liikkeestä.

Suomi täyttää pian sata vuotta. Päätimme tarkistaa, kuinka pitkälle maamme on tuona aikana todellisuudessa kulkenut. Olimme itsenäistymisen aikoihin varsin kaukana nykypisteestä.

Matkaa on taitettu sekä maankuoren kommervenkkien että avaruudessa palloilun vuoksi yhteensä biljoonia kilometrejä. Matkan pituus ja vauhti toki riippuvat vertailukohdasta - sillä kaikki on, lopulta, hyvin suhteellista.

Kärsimättömille tiedoksi: Varsinaiset lukemat löytyvät taulukkona jutun lopusta.

Maa allamme kohoaa ja liukuu

Suomi on eräs harvoista maailman nousevista valtioista. Syynä on mannerjäätikön lommolle painaman pinnan oikeneminen.

Maankohoamisena tunnettu ilmiö on nopeinta Merenkurkussa ja hitainta kaakkoisrajalla sekä Utsjoella. Vaikka sadan vuoden nettonousu jääkin kaikkialla alle metriin, se riittää silti alavilla rannoilla valtaamaan paljon alaa Itämereltä. Maamme maapinta-ala on kasvanut sadassa vuodessa arviolta 700 neliökilometrillä.

Vastaavaa toki tapahtuu muillakin mannerjäätikön aiemmin peittämillä alueilla. Suomi on kuitenkin noiden seutujen valtioista ainoa, joka kohoaa kauttaaltaan. Tämä pätee ainakin, kun huomioon otetaan merenpinnan nousu (n. 2 mm/v). Se mitätöi maankohoamisen vaikutukset esimerkiksi jo Suomenlahden pohjukassa ja Etelä-Ruotsissa.

Maankohoaminen jatkuu vielä tuhansia vuosia, alati hidastuen. Jossain vaiheessa Perämerestä kuroutuu järviallas.

Nippelitieto: Maapallon nuorin ja nopeimmin kasvava poimuvuoristo Himalaja ja etenkin sen länsipuolella sijaitseva Karakoramin vuoristoalue kohoaa Suomen kanssa samaa tahtia (n. 2–7 mm/v).

Maamme siirtyy nykyiseltä paikaltaan myös sivuun. Tästä on kiittäminen mannerlaattojen liikettä.

Euraasian laatta työntyy idässä kohti Australiaa ja Tyyntämerta. Samalla pallon pinnalla kelluvan jättilaatan Euroopan puoleinen pääty siirtyy koilliseen. Suomi tietystikin mukana, parisen senttiä vuodessa.

Piruetit avaruudessa

Toisaalta Suomi (ja koko muu planeetta siinä sivussa) on taittanut aimo matkan pelkkiä piruetteja tehden. Vaikka pyörimistä akselin tai Auringon ympäri ei voi kutsua miksikään todelliseksi matkanteoksi, ne kertovat kuitenkin erilaisesta mittakaavasta.

Jos maapallon vuorokautisen kierron vetäisi sadan vuoden ajalta suoraksi, kerätyillä kilometreillä pääsisi jo lähes Jupiterin luo. Saman ajan vuotuinen kierto kantaisi vielä kauemmas, Aurinkokunnan ulkolaidoille, yli 600 kertaa Maata kauemmas Auringosta.

Mutta Maa ei suinkaan palaa vuoden välein samaan paikkaan. Liikumme vuodessa vajaat 50 astronomista yksikköä (AU eli Maan ja Auringon keskietäisyys) kohti suurta tuntematonta.

Loputon matka läpi tyhjyyden

Tähtemme Aurinko liikkuu avaruudessa, ja me tietysti kuljemme mukana. Kierrämme Linnunradan galaksin keskustan ympäri ja lisäksi heilumme hitaasti ylös-alas sen kiekon tasoon nähden. Liikettä ohjaa se sama asia joka pyörittää meitä planeettanakin: painovoima.

Juuri tällä hetkellä matkaamme jotakuinkin kohti kirkasta Vega-tähteä. Sadassa vuodessa olemme kulkeneet sinnepäin vajaan 5000 AU:n verran. Tämä vastaa matkaa meiltä Oortin pilven sisäreunaan.

Kulkumme Linnunradassa on toki sekin kiertoliikettä, joka ajan mittaan tuo meidät "samoille seuduille" takaisin. Kierros on kuitenkin niin pitkä, että yksi sadan vuoden pätkä on käytännössä suoraa matkaa. Edellisen kerran olimme näillä seuduin ennen dinosaurusten valtakautta, triaskauden alussa 240 miljoonaa vuotta sitten.

Linnunrata ja hieman sitä suurempi Andromedan galaksi ovat matkalla toisiaan kohti noin 110 kilometrin sekuntivauhtia. Törmäys tai oikeammin yhdistyminen alkaa noin 4–5 miljardin vuoden kuluttua ja kestää parisen miljardia vuotta. Tuloksena syntyy elliptinen galaksi, johon muutkin lähigalaksit ennen pitkää sulautuvat.

Tämän kaiken päälle tulee sitten vielä se kaikkein ultimaattisin liike. Tuota matkaa taitamme huimaa 500 kilometrin sekuntivauhtia, mikä havaitaan kosmisen taustasäteilyn mikroaaltoalueelta punasiirtymänä. Myös kaikki lähigalaksit ovat matkalla samaan suuntaan, joten yhdistyminen niiden kanssa tapahtuu matkalla.

Suuntamme on kohti "Suurta attraktoria" tai "puoleensavetäjää" (vakiintunutta suomennosta Great attractor -termille ei liene olemassa). Kyse ei ole mistään yksittäisestä kohteesta, vaan noin 100 000 lähimmän galaksin muodostaman Laniakean superjoukon keskipisteestä. Matkaa sinne on parisensataa miljoonaa valovuotta.

Taivaalla tätä lopullista kulkusuuntaa osoittaa tähdistö Etelän kolmio, joka ei tosin näy meiltä ollenkaan. Mutta siihen suuntaan mekin olemme matkalla, kovaa vauhtia.

Satavuotisen taipaleensa aikana Suomi on siis kulkenut aimo pätkän. Olimme sekä muutaman kymmenen senttiä alempana että tuhansia astronomisia yksiköitä tuollapäin.

Kuljettua kokonaismatkaa voi halutessaan yrittää laskea ynnäämällä alati kääntyileviä suuntavektoreita toisiinsa:

Satavuotiaan Suomen toikkarointi maailmankaikkeudessa
Syy Nopeus nykyisin Sadassa vuodessa kuljettu matka
Maankohoaminen

3 mm/v (Kotka, Utsjoki)
6 mm/v (linjat Turku-Kuopio, Salla-Kolari)
9 mm/v (Vaasa-Raahe)

30 cm (Kotka, Utsjoki)
60 cm (Turku-Kuopio, Salla-Kolari)
90 cm (Vaasa-Raahe)

Mannerlaatan liike 2 cm/v, itäkoilliseen 2 m
Vuorokausikierto

Vastapäivään (pohjoisnavalta katsoen):
160 m/s (Utsjoki)
200 m/s (Oulu)
230 m/s (Hanko)

500 milj km = 3,3 AU (Utsjoki)
630 milj km = 4,2 AU (Oulu)
730 milj km = 4,9 AU (Hanko)
Vuosikierto 29,8 km/s, vastapäivään (pohjoisnavalta katsoen) 94 mrd km = 630 AU
Kiertoliike Linnunradassa 220 km/s, kohti Vegaa 700 mrd km = 4 600 AU = 0,07 vv
Oskillaatio Linnunradan kiekon suhteen 7 km/s, kohti galaktista pohjoista 22 mrd km = 150 AU
Kohti Andromedan galaksia 110 km/s (kokonaisnopeus) 350 mrd km = 2 300 AU = 0,04 vv
Laniakean superjoukon vetovoima 500 km/s, kohti Etelän kolmiota 1 500 mrd km = 11 000 AU = 0,16 vv

1 AU = 149 597 870,7 km (Maan ja Auringon keskietäisyys)
1 vv = 63 241 AU = 9 460 730 472 580,8 km (valon vuodessa kulkema matka)

Linnunrata on riistänyt tähtiä naapurigalaksilta

To, 01/12/2017 - 11:37 Jari Mäkinen

Oman galaksimme 11 kaukaisinta tähteä ovat kummallisia: selitys on todennäköisesti se, että ne ovat riistäytyneet mukaamme naapurigalaksista.

Nämä 11 kaukainta tähteä ovat noin 300 000 valovuoden päässä Maasta, selvästi litteän spiraalimaisen Linnunradan ulkopuolella.

Tuoreessa The Astrophysical Journal -lehdessä olleen julkaisun mukaan ne ovatkin osa pitkää tähtien rimpsua, joka on noin kymmenen kertaa oman galaksimme halkaisijan pituinen, ja johtaa lähes suoraan sylttytehtaalle: Linnunrataa kiertävään Jousimiehen kääpiögalaksiin.

Vasta vuonna 1994 löydetty Jousimiehen kääpiögalaksi on yksi noin kymmenestä Linnunrataa hitaasti kiertävästä minigalaksista, jotka ovat aikanaan kulkeneet useita kertoja hyvin läheltä meitä. Jokaisella ohituskerralla Linnunradan ja kääpiögalaksi tähdet lentelevät painovoimakenttien ohjaamana kauniissa kaarissa ja galaksit sekoittuvat osittain.

Se, että meillä on siis "yhteisiä" tähtiä, ei ole yllätys, mutta niiden yksilöiminen on kiinnostavaa.

Tähtirimpsua ei ole havaittu, mutta se on mallinnettu. Tämän simulaation perusteella tiedossa olevat 11 tähteä ovat juuri siellä, missä niiden pitäisi esitetyn teorian mukaan olla.

Mallinnuksen tekivät Harvardin yliopiston tutkijat Marion Dierickx ja Avi Loeb. Tietokoneen annettiin laskea tapahtumia viimeisen kahdeksan miljardin vuoden ajalta ja tulos on tällainen:

Simulointi ei ole aivan yksinkertaista, koska kaikkia alkuarvoja ei tiedetä. Siksi kaksikko teki laskelmansa eri arvoilla, joista he löysivät parhaiten nykyisiä havaintoja vastaavat.

Etenkin simulaation alussa Linnunradan ja kääpiögalaksin nopeus ja kohtaussuunta ovat olennaisia.

Toinen tärkeä, mutta epävarma arvo on Jousimiehen kääpiögalaksin massa simulaation alussa. Tässä on käytetty arvoa 10 miljardia Auringon massaa, eli noin prosentin verran Linnunradan massasta.

Ajan kuluessa kääpiögalaksi on menettänyt joka kolmanneksen tähdistään – siis näkyvästä aineesta – ja jopa 90 % pimeästä aineestaan. 

Simulaatiossa näkyy myös hyvin se, että tuloksena törmäyksistä on kolme selvää tähtijonoa, joihin kuuluvia tähtiä voidaan nyt alkaa etsiä. Käynnissä on useita taivaan kartoitushankkeita, joiden tuloksena saadaan nykyistä parempia ja himmeämpiä kohteita sisältäviä karttoja, joista saatetaan löytää enemmän kuin nämä tiedossa olevat 11 intergalaktista seikkailijaa.

Anna mulle tähtitaivas – no, tässä, ole hyvä!

La, 06/11/2016 - 10:05 Jari Mäkinen
Tähtitiavas


Tänään päivän kuva on 360°-kuva, eli kännyä heiluttamalla tai hiirellä kääntelemällä kuvaa voi kääntää niin, että pystyt katsomaan joka puolelle – lähes kuin olisit itse paikan päällä!


Päivän kuva Varsinainen 360°-kuva on tässä alapuolella jutun lopussa ja se kannattaa klikata koko ruudun kokoiseksi. 

Sen on tehnyt uusiseelantilainen valokuvaaja Alex Kajika, joka on selvästikin innostunut (meidän monien muiden tapaan) 360°-kuvauksesta ja soveltanut sitä mainiosti myös tähtitaivaan kuvaamiseen.

Kuva on otettu Tekapo-järvellä Uudessa Seelannissa ja siinä näkyy eteläisen pallonpuolen tähtitaivas kaikessa kauneudessaan. Etelässä on nyt talvi, ja siksi keli vaikuttaa kuvassa hieman viileältä.

360°-kuvat ja -videot ovat tulossa koko ajan suositummiksi, koska etenkin virtuaalitodellisuuslaseja käytettäessä ne tarjoavat aivan erinomaisen tavan päästä lähes itse maiseman sisälle. Tällaisia valokuvia on ollut jo aikaisemminkin paljon, mutta 360°-videotekniikan ja erilaisten visualisointitapojen kehittymisen myötä nekin ovat tulleet nyt suositummaksi. Esimerkiksi Facebookissa voi julkaista suhteellisen helposti 360°-kuvia juuri tähän tapaan kuin Kajika tekee. Esimerkiksi kännyllä katsottaessa kuvaa voi käännellä osoittamalla kannykällä eri puolille taivasta.

Kuvien rakentaminen valokuvista esimerkiksi juuri tähtitaivaasta on videon ottamista helpompaa, koska tähtien saaminen myös näin hyvissä olosuhteissa kuvaan vaatii aikavalotusta.

Valotuksen ansiosta tähtitaivas ja sen komea Linnunrata näyttävät myös kuvassa hieman paremmalta ja kirkkaammalta kuin ne näkyisivät paljain silmin.

Elämälle on 8,8 miljardia vaihtoehtoa

To, 05/19/2016 - 09:46 Markus Hotakainen
Elinkelpoinen eksoplaneetta

Eksoplaneettoja metsästävän Kepler-avaruusteleskoopin aineistosta on löytynyt paitsi parituhatta varmaa tapausta, myös vastaus kysymykseen "kuinka paljon Linnunradassa on elämälle suotuisia planeettoja".

Vaikka kyse on arviosta, joka perustuu hyvin pieneen otokseen kaikista Linnunradan tähdistä, Geoff Marcyn johtama tutkijaryhmä pitää sitä luotettavana.

Kotigalaksissamme on noin 200 miljardia tähteä, joista noin viidennes muistuttaa keskeisissä suhteissa Aurinkoa. Keplerin havaintojen perusteella noin 22 prosentilla näistä tähdistä on maankaltaisia planeettoja sopivalla etäisyydellä. 

Tästä saadaan yksinkertaisella laskutoimituksella elämän kannalta suotuisten planeettojen lukumääräksi 8,8 miljardia.

Tällaisia "elämänkeitaita" on todennäköisesti paljon enemmänkin, sillä myös muiden kuin auringonkaltaisten tähtien ympärillä voi olla olosuhteiltaan leppoisia planeettoja.

Aikaisemman tutkimuksen mukaan punaisista kääpiötähdistä, jotka ovat auringonkaltaisia tähtiä monilukuisempia, noin 15 prosentilla on sopivalla etäisyydellä kiertäviä maankaltaisia planeettoja.

Jos ne otetaan lukuun, kasvaa elämälle suotuisten planeettojen määrä Linnunradassa kymmeniin miljardeihin. Puhumattakaan siitä, että nyt pohditaan meidän tuntemamme kaltaisen elämän elinolosuhteita.

Toistaiseksi tunnemme elämää vain täällä maapallolla, joten on mahdoton arvioida, millä todennäköisyydellä näillä miljardeilla elinkelpoisilla planeetoilla todella on elämää - ja millaista se on. 

Jotain osviittaa antaa syvä hiljaisuus, joka kosmoksessa tuntuu vallitsevan. Ainakaan teknisesti pitkälle kehittyneitä, tähtienväliseen viestintään kykeneviä sivilisaatioita ei ole vilisemällä. 

Tutkimus on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

Kuva: IAU/L. Calçada