tähtien vaellus

Tähtien lähiohituksia tuplasti enemmän kuin aiemmin arveltiin

Pe, 09/08/2017 - 19:33 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO/R.-D.Scholz et al. (AIP)

Aurinkokunnan lähettyvillä liikkuu enemmän tähtiä kuin aiemmin oletettiin, kertoo uusi tutkimus. Mielenkiintoisin löytö oli tähti, jonka rata tulee kulkemaan suoraan sisemmän Oortin pilven läpi.

Kerroimme pari vuotta sitten lähiohituksia tekevistä tähdistä. Nyt näistä laskelmista on ilmestynyt uusi ja paranneltu versio, joka perustuu Gaia-satelliitin tarkempiin havaintoihin.

Tutkimuksessa laskettiin mihin tähdet radoillaan kulkevat. Tarkasteltu aikaväli ulottui viisi miljoonaa vuotta sekä menneisyyteen että tulevaisuuteen. Tutkimus julkaistaan piakkoin Astronomy & Astrophysics -tiedelehdessä.

Analysoitavana oli hieman yli 320 000 tähteä. Niistä 725:n huomattiin käyvän/käyneen alle 32 valovuoden päässä Auringosta. (Tässä eivät kuitenkaan ole kaikki lähiohitukset, sillä tutkimus oli vasta alustava. Siinä ei analysoitu kaikkien tunnettujen tähtien ratoja.)

Tutkimuksessa päästiin arvioimaan lähiohitusten todennäköisyyksiä. Lähimmän 6,5 valovuoden etäisyydelle eksyy sen perusteella noin sata tähteä miljoonassa vuodessa. Luku on kaksi kertaa suurempi kuin aiemmat mallit ovat ennustaneet. Tällä hetkellä noin läheltä löytyy neljä tähteä: kolme kuuluu Rigil Kentaurus -järjestelmään ja yksi on yksinäinen pieni Barnardin tähti. (Aivan 6,5 valovuoden rajalla lymyilee lisäksi Luhman 16, ruskeiden kääpiöiden pariskunta.)

Ehkäpä mielenkiintoisin tutkimuksen yksittäinen havainto oli Gliese 710 -tähden tarkentunut rata. Se tulee aikanaan kulkemaan Oortin pilven sisäosien läpi. Lue tästä tapahtumasta tarkemmin toisesta jutustamme!

Aineistosta oli poistettu tarkoituksella erittäin nopeasti liikkuvat tähdet (esim. Barnardin tähti), sekä ne tähdet, joiden mittauksissa oli suuria epävarmuuksia. Edeltävän tutkimuksen suurimmat lähitähdet (Rigil Kentaurus A ja B sekä gamma Microscopii) taas puuttuvat aineistosta kokonaan, sillä Gaia ei ole mitannut tällaisten kirkkaiden tähtien liikkeitä.

Tulokset perustuvat Gaia-satelliitin ensimmäisiin julkaistuihin havaintoihin (syyskuussa 2016). Gaia mittaa tähtien paikat ja nopeudet aiempia kartoituksia tarkemmin, ja kattaa suuremman tähtimäärän kuin mikään aiempi laite. Satelliitti sijaitsee Maan L2-pisteessä eli Auringosta katsoen Maan takana. Näin se pystyy tarkkailemaan pimeää tähtitaivasta taukoamatta.

Käytetty malli on vielä testausvaiheessa ja yksinkertaistettu versio lopullisesta. Se kuitenkin tarkensi ja laajensi huomattavasti aiemmilla aineistoilla tehtyjä laskelmia tähtien liikkeistä.

Tulevat Gaian aineistojulkaisut parantavat laskelmien tarkkuutta entisestään ja lisäävät analysoitujen tähtien määrää. Seuraava julkaisu on luvassa huhtikuussa 2018.

Lähde: Bailer-Jones (2017)

Otsikkokuvassa Auringon lähiympäristö nykyisellään. Siniset viivat kuvaavat 5 valovuoden etäisyyksiä. (ESO/R.-D.Scholz et al. (AIP))

Linnunradassa on käynnissä tähtien kansainvaellus

Pe, 07/31/2015 - 10:39 Markus Hotakainen
Linnunradan tähdet vaeltavat

Vuonna 2000 käynnistynyt Sloan Digital Sky Survey (SDSS) on tutkimusprojekti, jossa kartoitetaan tarkasti taivaankohteita ja niiden ominaisuuksia. Tuoreimmat tulokset paljastavat yllättävän ilmiön.

Tutkijat mittasivat Apache Point -observatorion APOGEE-spektrografilla (Apache Point Observatory Galactic Evolution Explorer) tähtien spektrejä. He tekivät neljän vuoden aikana havaintoja 100 000 tähdestä. Se on vain pieni osa koko Linnunradan noin 200 miljardista tähdestä, mutta silti riittävän kattava otos johtopäätösten tekemiseksi.

Tähtien spektrin avulla pystytään selvittämään niiden kemiallinen koostumus. Se puolestaan kertoo, missä päin Linnunrataa ne ovat vuosimiljoonia tai -miljardeja sitten syntyneet.

Fuusioreaktioissa, jotka tuottavat tähtien sisuksissa niiden säteilemän energian, syntyy vedystä ja heliumista raskaampia aineita. Tähtien kuollessa aineet leviävät avaruuteen seuraavan tähtisukupolven rakennusmateriaaliksi.

Eri osissa Linnunrataa tähtien syntytahti vaihtelee, joten myös raskaita alkuaineita rikastuu tähtienväliseen aineeseen eri tahtiin. Tutkimalla tähtien alkuainekoostumusta voidaan siten päätellä niiden synnyinseudut. 

Michael Hayden tarkasteli kollegoineen 15 eri alkuaineen, esimerkiksi hiilen, piin ja raudan, runsauksia eri puolilla Linnunrataa olevissa tähdissä. Heidän yllätyksekseen merkittävä osa, liki kolmannes, tähdistä osoittautui olevan nykyisin aivan muualla kuin synnyinseuduillaan. 

"Nykyään monet ihmiset muuttavat kauas synnyinseuduiltaan, toisinaan toiselle puolelle maapalloa", toteaa tutkijaryhmää johtanut Hayden. "Nyt näyttää siltä, että sama pätee myös Linnunradan tähtiin: noin 30 prosenttia kotigalaksimme tähdistä on vaeltanut kauas kiertoradalta, jolla ne aikoinaan syntyivät."

"Linnunradan laitamilla tähdissä on keskimäärin vähemmän raskaita alkuaineita, mutta osalla niistä runsaudet vastaavat galaksin sisäosien tähtiä", lisää tutkijaryhmään kuulunut Jo Bovy.

Havainnoille löytyy selitys tähtien vaelluksesta. Aikaa myöten osa tähdistä siirtyy Linnunradan kiekossa ulommas tai sisemmäs. Jo aiemmin vastaava ilmiö on havaittu Auringon lähitähdillä, mutta nyt sama näyttää pätevän kaikkialla Linnunradassa. 

Syyksi tähän tähtien kansainvaellukseen arvellaan Linnunradan kiekon epäsäännöllisyyksiä, erityisesti spiraalihaaroja, jotka ovat kotigalaksillemme luonteenomainen piirre.

Tutkimuksesta kerrottiin SDSS:n uutissivuilla ja se julkaistiin The Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Dana Berry/SkyWorks Digital, Inc./SDSS collaboration. Kuvassa on mittayksikkönä "KPC" eli kiloparsek. Yksi parsek on 3,2616 valovuotta, joten yksi kiloparsek on 3 261,6 valovuotta.