Huhtikuussa 20 vuotta täyttävä Hubble-avaruuskaukoputki on ylittänyt kaikki odotukset. Se on avannut meille universumin täysin uudella tavalla ja tuonut avaruuden kauneuden osaksi arkipäivää.

Teksti: Anne Liljeström

Julkaistu Tiede -lehden numerossa 4/2010Hubble on nyt kiertänyt maapallon noin satatuhatta kertaa. Vaikka maanpäälliset kaukoputket ovat kehittyneet 20 vuoden aikana huimasti, Hubble on edelleen ykkönen avaruuden himmeiden kohteiden havaitsijana.Hubblen upeat kuvat ovat tehneet maailmankaikkeuden tutuksi myös tiedepiirien ulkopuolella, mutta eniten avaruusteleskoopista ovat hyöytyneet tähtitieteilijät. Hubblen mittaukset ovat tähän mennessä poikineet yli 8 000 tieteellistä artikkelia – ja monessa se on urallaan ollut ensimmäinen.Siinä missä peräti kolmasosaa tieteellisistä artikkeleista ei koskaan siteerata muissa tutkimuksissa, vain kaksi prosenttia Hubblen tuloksiin perustuvista tutkimuksista jää vaille tällaista huomiota. Hubblen tuloksia myös siteerataan tuplasti niin paljon kuin muita. Tämä ei sinänsä ole kumma, koska Hubblen havaintoaika on tutkijoiden parissa erittäin kilpailtua. Avaruuskaukoputki oli kallis hanke, ja siksi tutkijoista oli tärkeää, että veronmaksajat – siis rahoittajat – pääsisivät myös nauttimaan Hubblen antimista. 1998 joukko tähtitieteilijöitä perusti työryhmän, Hubble Heritage Projectin, huolehtimaan siitä, että suuri yleisö näkisi Hubblen tuloksia. Käytännössä kaikki Hubblen komeimmat kuvat ovat projektin julkaisemia.

Irti ilmakehän väreilystäHubblen historia alkoi 1946, jolloin tähtitieteilijä Lyman Spitzer kirjoitti raportin kaukoputken sijoittamisesta avaruuteen. Ilmakehän väreily ei siellä heikentäisi astronomisten havaintojen tarkkuutta kuten Maan päällä. Avaruudessa voitaisiin lisäksi tehdä havaintoja ultravioletti- ja infrapunavalossa, jotka kärsivät ilmakehässä.Spitzer ajoi avaruusteleskoopin asiaa koko ikänsä. 60-luvun kylmä sota ja avaruuskilpa veivät avaruuteen ensimmäiset kaukoputket, ja Nasa ottikin suuren teleskoopin osaksi avaruusohjelmaansa 1968.Hubblesta puhuttiin aluksi vain suurena avaruuskaukoputkena (LST, large space telescope). Myöhemmin se nimettiin kuuluisan tähtitieteilijän Edvin Hubblen mukaan. Juuri hänen havainnoistaan pääteltiin, että avaruus laajenee.

Monta mutkaa matkassaHanke kohtasi kuitenkin monia vastoinkäymisiä. Yhdysvaltain kongressi kritisoi sen kalleutta. Rahapulan vuoksi teleskoopin pääpeilin kokoa päätettiin pienentää ja Euroopan avaruusjärjestö Esa kutsuttiin mukaan jakamaan kustannuksia ja samalla havaintoaikaa.Avaruuskaukoputken rakentamiseen myönnettiin viimein määrärahat 1978. Pääpeilin hiominen kuitenkin viivästyi, ja Nasa joutui lykkäämään laukaisua kerta toisensa jälkeen. Vuonna 1986 hanketta kohtasi uusi epäonni, kun Challenger-sukkula räjähti heti laukaisun jälkeen ja koko seitsenjäseninen miehistö sai surmansa. Kaikki avaruuslennot pantiin jäihin. Hubbleksi nimetty teleskooppi oli jo valmistunut, ja sitä jouduttiin säilyttämään ultrapuhtaassa erikoisvarastossa. Jo ennestään kalliille projektille koitui tästä kuuden miljoonan dollarin kuukausimaksut.Kun Hubble viimein laukaistiin Maata kiertävälle radalle huhtikuussa 1990, se oli maksanut jo 2,5 miljardia dollaria.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Voihan tuhru!Hubble suunniteltiin alusta lähtien huollettavaksi. Koska avaruuskaukoputken hinnalla saisi monta suurta maanpäällistä teleskooppia, haluttiin varmistaa, että Hubble toimisi mahdollisimman varmasti ja tarkasti.Ensimmäiselle huoltolennolle tuli tarvetta yllättävän pian. Hubblen laukaisusta oli kulunut vasta pari viikkoa, kun oli jo ilmeistä, ettei sillä saataisi hyviä kuvia. Teleskoopin pääpeili oli hiottu hyvin tarkasti – mutta muutaman mikrometrin verran liian litteäksi. Tämä teki kuvista armottoman suttuisia.Hetken näytti siltä, että Hubble oli huippukallis munaus. Peiliä oli mahdotonta vaihtaa avaruudessa, ja kaukoputken tuominen korjattavaksi takaisin Maahan olisi ollut aivan liian kallista. Onneksi peilin hiontavirhe oli niin säännöllinen, että kuvat saatiin kuntoon asentamalla Hubbleen korjauspeili.Hubblea on huollettu yhteensä viisi kertaa. Sen laitteistoa on uusittu ja parannettu, ja sille on annettu lisää vauhtia. Hubble kiertää Maata matalalla radalla, mikä helpottaa huoltotöitä mutta aiheuttaa kitkaa ilmakehän yläosan kanssa. Tämä saa teleskoopin hitaasti vajoamaan lähemmäs Maata.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Viimeinen voitelu tehtyHubblen viimeinen huoltolento tehtiin toukokuussa 2009. Se oli kuitenkin vaarassa peruuntua kokonaan Nasan avaruussukkula Columbian tuhouduttua 2003.Turvallisuussyistä kaikki sukkulat tuli laukaista radalle, jolta miehistö voisi pelastautua Kansainväliselle avaruusasemalle, mutta Hubble ei osu tällaiselle radalle. Viides huoltolento mahdollistui vasta, kun Hubblen pelastamiseksi syntyi suoranainen kansanliike ja Nasan pääjohtaja vaihtui.Viimeiset korjaukset Hubbleen on siis tehty, ja niiden arvellaan pitävän teleskooppivanhuksen havaintokunnossa ainakin vuoteen 2014 saakka. Radallaan Hubble pysyy vielä pitkään – ehkä jopa vuoteen 2035. Tämän jälkeen Hubble on tarkoitus ohjata hallitusti ilmakehään, jossa se lopulta palaa poroksi.Hubblelle on suunnitteilla seuraajia. Taivaalle on nousemassa James Webb -avaruuskaukoputki jo 2014. Sen peili tulee olemaan roimasti kookkaampi kuin Hubblen, mutta näkökyky rajoittuu infrapunasäteilyyn.Suunnitteilla on myös At-Last-kaukoputki (advanced technology large-aperture space telescope), joka havainnoi samoja aallonpituusalueita kuin Hubble mutta tuhansia kertoja tarkemmin. At-Lastia pitää odotella ainakin vuoteen 2025.

Anne Liljeström on vapaa tiedetoimittaja ja tähtitieteen jatko-opiskelija.

Kuinka kaikki kehittyiHubblen ottamia syvän taivaan kuvia on valotettu yli sata tuntia. Ne paljastavat meille maailmankaikkeuden vanhimpia kohteita. Kuvat ovat selvittäneet galaksien evoluutiota sekä universumin rakennetta ja historiaa ja antaneet kouriintuntuvan elämyksen maailmankaikkeuden koosta.

Pimeä energia kiihdyttääHubblen tärkein havainto lienee ollut universumin kiihtyvä laajeneminen. Tämän aiheuttajaksi on esitetty pimeää energiaa, joka toimii kuin painovoiman vastavoima. Laajenemisen kiihtyminen havaittiin, kun Hubble kuvasi kaukaisia supernovia: ne etääntyivät liian nopeasti.

Mustat aukot varmistuivat Tutkijat olivat pitkään epäilleet, että mustat aukot ovat yleisiä galaksien keskuksissa. Hubble kuvasi galaksien keskusalueita, ja voimakas säteily pieneltä alueelta vahvisti aukkojen olemassaolon. Vuonna 1997 tutkijat päättelivät, että jokaisen galaksin ytimessä piilee supermassiivinen musta aukko.

Planeettoja enemmän kuin luultiinVielä 1990-luvullakin oli hyvin epäselvää, kuinka harvinaisia tai tavallisia planeetat ovat muiden tähtien ympärillä. Hubble kuvasi syntymässä olevia planeettakuntia Orionin suuressa kaasusumussa 2001. Kuvat osoittivat, että planeetat ovat paljon otaksuttua yleisempiä.

Pimeä aine taivuttaa valoaPimeä aine muodostaa 22 prosenttia koko universumin materiaalista. Koska se ei säteile lainkaan, sitä on vaikea havaita. Painovoimansa vuoksi pimeän aineen voi kuitenkin aistia – se taivuttaa valoa kuten muukin massa.Hubble kuvasi Abellin galaksijoukon, jonka kuvaa vääristää pimeän aineen muodostama gravitaatiolinssi. Tämä oli ensimmäinen suora todiste pimeän aineen olemassaolosta.

Näkyi oikea eksoplaneettaAurinkokunnan ulkopuolella sijaitsevia eksoplaneettoja kuvattiin pitkään epäsuorasti: tutkijat havainnoivat muutoksia, joita keskustähdessä tapahtui planeetan kiertäessä sitä. Koska planeetat eivät säteile valoa, niitä itseään on hyvin vaikea havaita leimuavan tähden vierestä.Hubble kuvasi Fomalhaut-tähden ympäristöä 2006 ja 2008 peittämällä tähden valon pienellä maskilla. Pieni valopiste oli liikahtanut kuvien ottamisen välillä, ja se tunnistettiin kaasuplaneetaksi.

Sisältö jatkuu mainoksen alla