Kvasaari OJ 287 on Tuorlan observatoriossa tuttu ja rakas kuin vanha kotieläin vaikka onkin 3,5 miljardin valovuoden päässä. Vuosikausien "rapsuttelu" on tuottanut tieteellisiä voittoja. Nyt odotetaan innokkaasti, käykö se itsensä Einsteinin kimppuun.


vanha kotieläin vaikka onkin 3,5 miljardin valovuoden päässä.
Vuosikausien "rapsuttelu" on tuottanut tieteellisiä voittoja.
Nyt odotetaan innokkaasti, käykö se itsensä Einsteinin kimppuun.




Luotaimet lähettävät äimistyttäviä lähikuvia aurinkokunnasta. Marsin maisemat kiehtovat tuttuudellaan ja Saturnuksen renkaat mielikuvituksellisuudellaan. Avaruuskaukoputket kuvaavat supernovina räjähtäneiden tähtien komeita jäännöksiä, ja kaukaisimmissa otoksissa näkyy upeita galakseja, joiden tähdet loistavat jos jonkinlaisissa asetelmissa.

Tästä huolimatta Turun yliopiston Tuorlan observatorion tutkijoiden kestosuosikki on kvasaari OJ 287, joka näyttää suurellakin kaukoputkella katsottuna pelkältä pisteeltä. He ovat innokkaasti seuranneet sen kirkkautta jo vuodesta 1980.

OJ 287:n edesottamukset ovat jopa kahvipöydän suosikkipuheenaihe. Tulokkaatkin oppivat tuota pikaa tuntemaan sen. Se on kuin kissa, joka hyörii jokaisen jaloissa.

Nyt tiedämme, että se on itse asiassa eksoottisempi kuin komeina hehkuvat taivaankappaleet. Se näet koostuu kahdesta jättiläismäisestä mustasta aukosta. Lisäksi professori Mauri Valtonen paljasti tammikuussa  Yhdysvaltain tähtitieteen seuran vuosikokouksessa, että OJ 287:n avulla voidaan ensimmäistä kertaa testata Einsteinin suhteellisuusteoriaa todella voimakkaassa vetovoimakentässä.


1981 Piste sykki kummasti

Ensimmäisen kerran OJ 287 - tuttavallisesti OJ - ilmestyi kahvipöytään 1981. Silloin meitä oli vain puolisen tusinaa. Itse toimin tuolloin Tuorlassa tutkimusapulaisena.

Observatorion uusi professori Mauri Valtonen oli aloittanut yhdessä professori Seppo Urpon kanssa kvasaarien monitoroinnin Teknillisen korkeakoulun Metsähovin radiotutkimusasemalla. Havainnot viittasivat siihen, että OJ:n kirkkaus muuttui 15,7 minuutin jaksossa.

Tämä oli äimistyttävää, koska OJ on kvasaari. Mikä tarkoittaa, että se on galaksin keskellä oleva jättiläismäinen musta aukko.




Mustien aukkojen pari. Isomman aukon massa on 18 000 miljoonaa ja pienemmän 100 miljoonaa Auringon massaa. Pari lymyilee galaksin keskustassa. Noin 10 000 vuoden kuluttua aukot törmäävät toisiinsa.
OJ:n kirkkaus vaihtelee epäsäännöllisesti minuuttien, tuntien, päivien ja vuosien aikaskaaloissa. Kyse on ilmeisesti ilmiöistä, jotka tapahtuvat suuremmasta mustasta aukosta lähtevissä suihkuissa. Yksityiskohtia ei tunneta.
Kvasaari kirkastuu roimasti noin 12 vuoden välein; epätäsmällisyydet kirkastumisessa johtuvat pienemmän aukon radan prekessiosta.

Näin se käyttäytyy


Noin 12 vuoden välein toistuvat kirkastumiset johtuvat siitä, että pieni musta aukko lävistää suuren aukon kertymäkiekon kahdesti.


Pienen aukon rata kiertyy joka kierroksella 39 astetta. 


Radan kiertymisen takia lävistyskohta lähenee aukkoa  toisella puolella ja loittonee toisella. Tilanne muuttuu vastakkaiseksi, kun lävistyskohta on saavuttanut tietyn minimietäisyyden suuresta aukosta.







1983 Kirkastui äkkiä rajustui

Sitten OJ kirkastui epätavallisen rajusti. - Vuoden 1983 purkaus innosti jatkamaan. Ilman sitä OJ:n seuranta olisi ehkä jäänyt muille observatorioille, dosentti Aimo Sillanpää muistelee.

Jokaisen kirkkaan yön jälkeen Sillanpää toitotti kovaan ääneen OJ:n kuulumisia. Hän hoiti näet Valtosen Tuorlassa aloittamaa kvasaarien optista tarkkailua.

OJ on sikäli erikoinen, että siitä on havaintoja peräti vuodesta 1893 lähtien, vaikka kvasaarit keksittiin vasta 70 vuotta myöhemmin. Ennätyksellisen pitkän tietosarjan selittää se, että OJ sijaitsee samassa suunnassa kuin aurinkokuntamme planeettojen ratatasot. Siksi se löytyy muun muassa niistä vanhoista turkulaisista valokuvista, joista etsittiin asteroideja viime vuosisadan alussa.

Historiallisista mittauksista Sillanpää huomasi, että OJ:n rajut kirkastumiset tapahtuvat noin 12 vuoden välein. Minkään muun kvasaarin säteilyssä ei ollut havaittu tällaista jaksollisuutta.


1994 Kirkastui odotettuun aikaan

Sillanpää työtovereineen selitti jaksollisuuden johtuvan siitä, että mustalla aukolla oli kumppaninaan toinen aukko. Mitätön valopilkku muuttuikin kahdeksi jättiläiseksi.

OJ kirkastuisi, kun pienempi aukko tulisi lähelle suurempaa aukkoa ympäröivää ainekiekkoa ja nakkaisi vetovoimallaan kiekosta ekstra-annoksen ainetta suuren aukon kitaan. Näillä perustein laskettiin, koska OJ leimahtaisi seuraavan kerran.

Ennustus toteutui 1994 kolmen viikon tarkkuudella. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun kukaan missään oli pystynyt ajoittamaan ilmiön, joka ei ole tuttu Linnunradasta.

Vuoden 1994 purkausta seurasi kuitenkin pian toinen, jota Sillanpään malli ei ennustanut. Tuolloin tiedettiin niin ikään, että kirkastumiset toistuvat epätäsmällisesti. Niinpä OJ:n käyttäytymistä selittäviä malleja hiottiin ympäri maailmaa ja niitä vertailtiin kahvihuoneessa, joka nyt sijaitsi Tuorlan uudisrakennuksessa.


2005 Vielä pientä hiomista

Dosentti Harry Lehdon ja Mauri Valtosen kehittämässä mallissa pienempi mustista aukoista päätyy säännöllisesti lävistämään suuremman aukon ainekiekon ensin toiselta ja sitten vastakkaiselta puolelta. Kumpaakin sukellusta kiekkoon seuraa kirkastuminen. Näin selittyvät toisiaan seuraavat huiput. 

Jaksojen epätäsmällisyys puolestaan aiheutuu siitä, että pienemmän aukon soikean radan suunta muuttuu suhteellisuusteoreettisen prekession takia. Sama ilmiö kääntää Merkuriuksen rataa. - Oli yllättävää, että selitys oli näin yksinkertainen, Valtonen toteaa.

Valtosen viimeistelemän mallin perusteella ennustettiin, että seuraavat kaksi kirkastumista tapahtuvat marraskuussa 2005 ja syyskuussa 2007.

Vuoden 2005 kirkkaushuipun jälkeen malliin lisättiin vielä suhteellisuusteoreettisen gravitaatiosäteilyn vaikutus. Sen vuoksi mustien aukkojen pari menettää energiaansa ja kumppanukset lähenevät toisiaan.
Ja siinä se oli: tähtitieteellisen päättelyn riemuvoitto.


2007 Ennuste meni nappiin

Kun OJ syyskuussa 2007 kirkastui, ajankohdan ennuste toteutui 16 tunnin tarkkuudella!

- Olemme lähes samalla tasolla kuin aurinkokunnan ilmiöiden ennustamisessa. Olihan Halleyn komeettakin 6 tuntia myöhässä, Valtonen hymyilee.

OJ:n seuranta ei kuitenkaan ole ohi. Päinvastoin, nyt sitä on havainnoitava entistä tiiviimmin.

Kun jaksottaiset kirkastumiset ajoitetaan tarkasti, päästään nimittäin testaamaan suhteellisuusteoriaa 18 miljardin Auringon massaisen mustan aukon valtavassa vetovoimassa; riippuuhan kirkastumisen ajankohta Valtosen mallissa suhteellisuusteoreettisista tekijöistä. Esimerkiksi vuoden 2007 kirkastumishetki muuttuu laskelmissa kolmella viikolla sen mukaan, otetaanko gravitaatiosäteily huomioon vai ei.

Näiden leimahdusten ajoitus ei ole helppoa. Kun suuresta mustasta aukosta lähtevä säteily muuttuu muutenkin, miten voi tietää varmasti,  johtuuko OJ:n kirkastuminen pienemmästä aukosta?

Onneksi aukkokumppanin aiheuttama kirkastuminen tuottaa  polaroitumatonta valoa. Vuoden 2007 purkaus oli ensimmäinen, joka tunnistettiin polarisaatiomittauksin.

Nyt kahvitauolla puhutaan siis kirkkauden lisäksi polarisaatiosta - usein jopa yli 20 hengen voimalla. Puheenaihe saa varman lopun vasta 10 000 vuoden kuluttua, kun OJ:n mustat aukot törmäävät toisiinsa.


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

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

Tieteessä 5/2018

 

PÄÄKIRJOITUS

Päätön paremmuus järjestys 

Suosituissa lukiovertailuissa ei ole kovin paljon järkeä.

 

PÄÄUUTISET

Etevä laskee sormin

Menetelmä toimii paremmin kuin päässälasku.

Kuitu vaalii verensokeria

Runsaskuituinen dieetti korjasi diabeetikoiden glukoosiarvot.

Vapaus vie vakiouralle

Tasa-arvon maissa tytöt karttavat teknisiä ja tieteellisiä aloja.

Ihminen pihistelee unta

Muut kädelliset vetävät sikeitä jopa 15 tuntia vuorokaudessa.

 

ARTIKKELIT

Liiku viisaasti

Monen into lopahtaa vaativiin harjoitusohjelmiin.
Treeni maistuu, kun tuntee muutaman faktan.

Koira syntyi pohjoisessa

Ihminen ja susi tutustuivat jääkauden haaskalla.
Vanhin näyttö elämäntoveruudesta tulee Belgiasta.

Taivaallamme kulkevat sään jättiläiset

Keskileveyksien matalat ovat ilmojen titaaneja.
Ne selittävät, miksi Suomessa on niin epävakaista.

Aivot näkevät harhoja

Kalliotaiteen oudot kuvajaiset tuotti muuntunut
tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Metso kukkoilee koko kevään

Tiluksilla rehvastelu alkaa jo helmikuussa.
Sodaksi taistelu naaraista yltyy vapun tienoilla.

Rooma kaatui rahapulaan

Supervallan tuhoon on tarjottu satoja syitä.
Tapahtumat etenivät luultua raadollisemmin.

 

TIEDE VASTAA

Miksi ensimmäinen lettu epäonnistuu?

Miten gorilla saa lihakset kasvisruoalla?

Miksi pikaliima ei tartu tuubinsa sisäseiniin?

Kuinka kaukana on etäisin galaksi?

Onko hyönteisillä reviirejä?

Mistä juontuvat sanat minä ja itse?

 

KIRJAT

Rikos ei houkuta niin kuin ennen

Länsimaat löysivät uudelleen itsehillinnän.

 

KUVA-ARVOITUS

Siinähän on ihan selvästi...

Klassikkopalsta kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia
lehden Facebook-sivustolle.

 

OMAT SANAT

Tässä on itua

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.