Kvasaareja on pian tutkittu puoli vuosisataa. Vaikka havaintotekniikat ovat kehittyneet huimasti, astronomeille riittää salapoliisin hommia.


Vaikka havaintotekniikat ovat kehittyneet huimasti,
astronomeille riittää salapoliisin hommia.




Ensin astronomit löysivät taivaalta pistemäisiä kohteita, jotka loistivat yhtä kirkkaasti kuin kokonaiset galaksit. Sitten he kaivoivat montun. Totta! Salaperäisten säteilylähteiden tutkinta alkoi lapiotöillä.

Monttu tarvittiin, jotta Australian Parkesiin juuri valmistuneen hulppean radiokaukoputken antenni saatiin tarpeeksi alas. Kahden miljoonan dollarin lautanen haluttiin alas senkin uhalla, että se hajoaisi. Niin intohimoisesti tähtitieteilijät tahtoivat vuonna 1962 selvittää matalalla taivaanrannassa näkyvän voimakkaan radiosäteilijän, 3C273:n paikan.

Paikka tarvittiin, sillä tutkijat halusivat suunnata säteilijään optisen kaukoputken ja nähdä, millainen taivaankappale se on.

3C273 osoittautui himmeäksi tähden näköiseksi kohteeksi. Se ei kuitenkaan täyttänyt tähden tuntomerkkejä, eikä se ollut galaksikaan. Niin siitä tuli ensimmäinen kvasaari, kummajainen, jonka spektrissä oli outoja viivoja. Niiden oletettiin kielivän, että kvasaarit koostuvat toistaiseksi tuntemattomasta aineesta.


Punasiirtymä sijoittaa kauas

Pian opittiin, että kvasaarien kirkkaus vaihtelee nopeasti. Tästä pääteltiin, että ne ovat itse asiassa aika pieniä kohteita, samaa kokoluokkaa kuin aurinkokuntamme.

Nyt tutkijoilla oli jo kaksi kvasaarimysteeriä: mitä ainetta ne ovat ja miten ihmeessä ne tuottavat yhtä paljon säteilyä kuin kokonaiset galaksit?

Hollantilainen Maarten Schmidt, joka oli juuri valmistunut tohtoriksi ja muuttanut Yhdysvaltoihin töihin, ratkaisi ensimmäisen mysteerin 5. helmikuuta 1963. Hän nimittäin näki jotain, jota kukaan ei vielä ollut huomannut.

3C273:n spektriviivat näyttivät oudoilta, koska ne olivat siirtyneet ennenkuulumattoman paljon punaiseen aallonpituuteen päin. Suuri punasiirtymä merkitsi, että 3C273 oli noin kolmen miljardin valovuoden päässä täältä.

Kvasaarit eivät siis olleet tuntematonta ainetta, mutta ne olivat äimistyttävän kaukana, kauempana kuin mitkään muut tunnetut säteilyn lähteet. Energiantuottoon liittyvä ongelma syveni: mistä maailmankaikkeuden äärissä sijaitseva pieni kohde sai niin paljon energiaa, että säteily näkyi kirkkaasti tänne asti?


Musta aukko ratkaisee

Aprikointi päättyi, kun avuksi otettiin jättiläismäiset mustat aukot. Nykykäsityksen mukaan kvasaarit ovat kaukaisia galakseja, joiden keskellä jyllää jopa miljardeja kertoja Aurinkoa massiivisempi musta aukko. Kun aukkoon kiertyy ympäröivästä galaksista ainetta, kitka kuumentaa sitä niin, että se muuttuu säteilyksi.

Kysyn kvasaareihin erikoistuneelta Merja Tornikoskelta, Teknillisen korkeakoulun Metsähovin radiotutkimusaseman johtajalta, onko mahdollista, että olemme ymmärtäneet kvasaarit väärin.

- Se on hyvin epätodennäköistä, sillä jättiläismäinen musta aukko selittää tehokkaan energiantuotannon lisäksi monta muuta havaintoa, esimerkiksi nopeat kirkkauden vaihtelut ja miljoonien valovuosien päähän ulottuvat plasmasuihkut.

Tornikoski korostaa kuitenkin, että jos joku onnistuu kehittämään mallin, joka selittää kaikki olemassa olevat havainnot nykyistä paremmin, se otetaan tietysti vakavasti.


Monta vastausta puuttuu

Näperteleekö kvasaaritutkija nyt siis pelkkien yksityiskohtien parissa? Eikö olisi ollut huomattavasti hauskempaa tutkia kvasaareita 1960-luvulla?

- Olisihan tavallaan hienoa aloittaa aivan uudenlaisen kohteen tutkiminen. On varmasti ollut todella jännittävää tajuta, että ensimmäisten havaintojen tähden kaltaiset kohteet olivatkin kaukaisia galaksin ytimiä, Tornikoski toteaa - mutta näpertelijää emme hänestä saa.

- Nykypolven kvasaaritutkijakaan ei keskity yksityiskohtiin. Paljon oleellisia asioita on edelleen selvittämättä, Tornikoski valistaa.

Akatemiatutkija Anne Lähteenmäki, joka niin ikään työskentelee Metsähovissa, on samaa mieltä.

- Muun muassa kvasaarien tarkka rakenne, tarkat energiantuotannon mekanismit, plasmasuihkujen energianlähde ja niiden koostumus,  säteilyn synty kvasaarin eri osissa... Kaikki ovat yhä vailla selitystä, tutkijat luettelevat.

- Ja miksi vain osa galakseista on kvasaarien lailla aktiivisia? Ja onko joidenkin kvasaarien takana peräti kaksi toisiaan kiertävää mustaa aukkoa?


Planckista vetoapua

Kvasaareihin liittyvät kysymykset eivät todennäköisesti ratkea käden käänteessä. Kaukaisina kohteina kvasaarit ovat erittäin vaikeita tutkittavia. Työ vaatii parasta mahdollista tekniikkaa ja huipputarkkoja menetelmiä.

Tornikoski ja Lähteenmäki kertovat, että Metsähovissa tutkitaan erityisesti kvasaarien nopeita kirkkauden muutoksia. Ne auttavat ymmärtämään kvasaarien säteilymekanismeja ja rakennetta.

Tornikosken unelma on kehittää malli, joka selittäisi kauniin yksinkertaisesti kaikenlaisten kvasaareiden säteilyn kaikilla aallonpituusalueilla.

Lähteenmäen unelma on konkreettisempi: - Toivon, että Planck saadaan turvallisesti radalleen.

Hän tarkoittaa ensi vuonna avaruuteen lähetettävää Euroopan avaruusjärjestön Esan satelliittia, joka mittaa kosmista taustasäteilyä ennennäkemättömän tarkasti. Samalla se kerää uusia tietoja radiosäteilijöistä, kuten kvasaareista. Juuri niitä Metsähovissa odotetaan.



Palstan pitäjä Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Kvasaareissa enemmän kysymyksiä kuin vastauksia



















  havainto/hypoteesi ongelma/oivallus
1960-luku Nopeat kirkkauden vaihtelut viittaavat pieneen kokoon.
Spektriviivat ovat oudoissa paikoissa.
Punasiirtymä kasvattaa etäisyydet kosmologisiksi.
Mustia aukkoja ehdotetaan energianlähteeksi.
Miten suuri energia syntyy?
Mitä ainetta ne ovat?
Miten valtava energia syntyy?
Onko kaukaisten galaksien keskustassa musta aukko?

Kvasaarien kirkkaus vaihtelee kaikissa aikaskaaloissa, päivistä vuosiin.
Kvasaarien keskeltä lähtee miljoonien valovuosien pituisia suihkuja.
Kvasaari OJ287:n kirkkaus vaihtelee jaksoissa.
Mikä aiheuttaa vaihtelun? Onko siinä säännöllisyyksiä?
Mitä ainetta suihkut ovat? Mikä pitää ne koossa?
Onko sen keskellä tosiaan kaksi mustaa aukkoa?

Saadaan havaintoja keskusaukkoa ympäröivästä aineesta. Miten energia aukon liepeillä tarkalleen syntyy?
2000-luku 

Kuuluuko kvasaarivaihe kaikkien galaksien elämään?    
Onko Linnunradan keskellä kvasaarin siemen?



Lisää kvasaareista: kurp.hut.fi/quasar/info/kvasaari-indeksi.htm
Lisää Planckista: www.esa.int/science/planck

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25763
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.