Galaksiimme liittyy muutama suuri mysteeri ja liuta pienempiä. Äskettäin paikannettu kaasusade takaa joka tapauksessa sen, että Linnunrata ei ole vielä hiipumassa, vaan siinä muodostuu vastaisuudessakin uusia tähtiä.

TEKSTI:Leena Tähtinen

Galaksiimme liittyy muutama suuri mysteeri ja liuta pienempiä.
Äskettäin paikannettu kaasusade takaa joka tapauksessa sen,
että Linnunrata ei ole vielä hiipumassa, vaan siinä muodostuu
vastaisuudessakin uusia tähtiä.

Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2000




Tällainen on Linnunrata

• Nimi: Linnunrata


• Ikä: 13-15 miljardia vuotta


• Tyyppi: spiraaligalaksi (Sbc)


• Tähtiä: 100 miljardia kappaletta


• Havaittu massa: 100 miljardia Auringon massaa


• Massa, joka selittäisi tähtien liikkeen: 10 kertaa havaittua massaa suurempi


• Kiekon läpimitta: 100 000 valovuotta


• Kiekon paksuus: 700 valovuotta


• Keskuspullistuman läpimitta: 30 000 valovuotta


• Kiekkoa ympäröivän halon läpimitta: 300 000 valovuotta


Pitkään ei erotettu planeettoja tähdistä. Sitten ei ymmärretty, etteivät tähdet täyttäneet koko kosmosta, vaan niistä muodostui eristyneitä, vetovoiman koossa pitämiä saarekkeita, galakseja. Erästä niistä - sitä jossa luet tätä - kutsutaan Linnunradaksi.

Galaksit ovat karkeasti ottaen kaasunkierrätyslaitoksia, joskin aika tehottomia. Avaruuden kaasusta luhistuu tähtiä, jotka puolestaan kuollessaan sinkoavat pienen osan aineestaan takaisin tähtienväliseen avaruuteen. Tästä kertaalleen käytetystä raaka-aineesta muotoutuu seuraava tähtisukupolvi.

Linnunradan spiraalihaaroissa syntyy jatkuvasti uusia tähtiä: noin yksi vuodessa. 1960-luvulla laskettiin, että tälläkin vaatimattomalla syntyvauhdilla kaasun pitäisi loppua galaksistamme pikapuoliin, noin miljardissa vuodessa.




Tutuimman galaksin suuret arvoitukset

• Mitä on pimeä aine (eli 90 % Linnunradan aineesta)?


 Mikä synnyttää kierteishaaroina näkyvän tiheysaallon?


 Miksi keskustasta - jossa on musta aukko - tulee niukasti säteilyä?


 Kuinka syntyi Linnunradan kiekkoa ympäröivä kehä, halo, ja miten suuri se on?


Kosmisesti ottaen miljardi vuotta on lyhyt aika. Tutkijoiden on vaikea niellä sellaista sattumaa, joka olisi heittänyt meidät tänne juuri, kun yli 13 miljardin vuoden ikäinen galaksi on hiipumassa.

Kaasu kiitää vauhdikkaasti

Kolmisen kuukautta sitten selvisi, että Linnunradassa riittää sittenkin kaasua. Amerikkalaisen tähtitieteilijän Bart Walkerin tutkimusryhmä näki Hubble-avaruuskaukoputkella, että kaasua sataa tänne vähintään Auringon massan verran vuodessa.

  kuuluvatko pilvet Linnunradan tasoon vai hurjastelevatko ne kaukana siitä. Linnunradan tason pilvet olisivat lähellä sijaitsevina melko pieniä, etäiset taas isoja.

Kaasupilven etäisyyden mittaaminen edellyttää, että sen läpi näkyy jokin tunnetun matkan päässä oleva kohde. Walkerin ryhmä onnistui paikantamaan erään pilven takaa etäisen mutta tutun galaksin. Näin paljastui, että pilvi on selvästi Linnunrataa ympäröivässä kehässä, halossa, 10 000-40 000 valovuoden päässä kiekon tasosta.

Tuoretta raaka-ainetta tähtiin

Kaasusade on ainetta, joka ei ole koskaan aikaisemmin ollut Linnunradassa, sanoo Walker Nasan tiedotteessa. Sen alkuperä jää kuitenkin arvoitukseksi. Se voi olla kaasua, joka on jäänyt yli Linnunradasta ja sen yhdessä naapureidensa kanssa muodostamasta paikallisesta galaksijoukosta. On myös mahdollista, että Linnunrata on repinyt kaasun ohikulkevilta kääpiögalakseilta.

Kaasusade ratkaisee myös tähtitieteilijöitä askarruttaneen kemiallisen ongelman.

Mitä useampaan kertaan käytetystä aineesta tähti on muodostunut - eli mitä nuorempi tähti - sitä enemmän siinä pitäisi olla heliumia raskaampia alkuaineita. Tähdet nimittäin muokkaavat niitä sisuksissaan.

Kaiken ikäiset tähdet Auringon ympärillä sisältävät kuitenkin suunnilleen yhtä paljon raskaita alkuaineita. Linnunrataan putoava kaasu, joka ei siis ole ehtinyt rikastua tähtien sisällä, selittää tämän, sillä se laimentaa raskaita alkuaineita sisältävää, "vanhaa" kaasua.

Pimeä aine pitää koossa

Kun kotigalaksimme luonne 1920-luvulla selvisi, pähkäiltiin sen kokoa, muotoa ja Auringon sijaintia. Aurinko aloitti keskeltä Linnunrataa: itsemme ympärillehän me perinteisesti olemme maailmaa rakentaneet. Nyt tiedämme, että täältä on lähes yhtä pitkä matka galaksimme keskustaan ja sen laidalle.

Linnunradan rakenne tunnetaan kokonaisuudessaankin melko hyvin - ellei oteta huomioon sitä, että 90 prosenttia sen aineesta on yhä kateissa!

Tähtitieteilijät tietävät kaivata enemmän materiaa kuin kaukoputkilla havaitaan, sillä ilman näkymättömän massan vetovoimaa Linnunradan laitimmaiset tähdet viilettäisivät jo kaukana meistä. Niin lujaa ne kiitävät galaksin keskustan ympäri.

- Tämän ns. pimeän aineen olemus on tällä hetkellä Linnunradan suurin mysteeri, toteaa dosentti Chris Flynn, joka tutkii asiaa Turun yliopiston Tuorlan observatoriossa.

- Silti puuttuvan massan ei välttämättä tarvitse olla mitään eksoottista. Ehkä Linnunradassa on yksinkertaisesti runsaasti himmeitä kääpiötähtiä, jotka eivät näy nykyisisssä teleskoopeissamme.

Mekään emme pysyisi täällä ilman pimeää ainetta: synkkänäkin hetkenä menee lujaa, sillä Aurinko - mukanaan tietysti Maa - kiertää Linnunradan keskusta 756 000 kilometriä tunnissa.

Yhteen kierrokseen menee 250 miljoonaa vuotta. Siksi Linnunradan keskuspullistuman takana on yhä alueita, joita kaukoputket eivät ole ehtineet kartoittaa.

Spiraalit kuin aaltoja

Itse asiassa se kiepauttaakin, sillä lähellä keskustaa ja kaukana siitä sijaitsevat tähdet eivät kulje kierrostaan samassa ajassa: etäämpänä olevat jäävät jälkeen. Näin muodostuu kosmisesti katsoen lyhytkestoisia spiraalirakenteita. Mutta vaikka rakenteet olisivat kestävämpiä, ne eivät selittäisi haaroja, sillä tähtien ja kaasun radat eivät osu yhteen spiraalien kanssa.

Haarat ovat tiheysaaltoja, jotka halkovat tähtikenttää. Miljoonia vuosia sitten spiraalihaaran muodostivat eri tähdet kuin nyt.

Asiaa sopii pohtia tuijottamalla merelle, sillä tiheysaalto etenee galaksissa samaan tapaan kuin rantaa lähestyvä aalto, joka kullakin keinahduksella kohottaa eri vesimassaa. Miksi galaksiin muodostuu tiheysaalto, on arvoitus.

Keskustassa tapahtuu kummia

Linnunradan keskustan on tiedetty olevan ruuhkaista seutua, mutta vasta viime aikoina on selvinnyt, että kyse on todennäköisesti 2,6 miljoonaa kertaa Aurinkoa massiivisemmasta mustasta aukosta. Mikä muukaan voisi olla noin 0,05 valovuoden kokoinen alue, johon on ahtautunut 2,6 miljoonaa Auringon kokoista tähteä?

Linnunradan keskustasta tulee kuitenkin yllättävän vähän säteilyä. Alueella on näet runsaasti kaasua, ja sen pudotessa oletetun suuruiseen mustaan aukkoon säteilyä pitäisi syntyä tuhansia kertoja mitattua enemmän. Jotain outoa on tekeillä, mutta mitä?

Nyt löytyi erillisiä mustia aukkoja

Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa havainneet Linnunradassa yksittäisiä mustia aukkoja, joiden massa on tähden kokoluokkaa, kertoo Nasan tiedote. Nyt löytyneet kaksi eristynyttä mustaa aukkoa "näkyivät" ns. mikrolinssi-ilmiön ansiosta: aukon vetovoima fokusoi säteilyä ja kirkastaa kaukana takanaan olevan tähden valon.

Löytö merkitsee, että odotettua useampi Linnunradan tähti päättää elämänsä mustana aukkona.

Aukot voivat myös olla osa pimeää ainetta.

Suomalaiset tutkivat

Helsingin yliopistossa tutkitaan mm. tähtienvälistä ainetta ja Linnunradan keskustaa.

Turun yliopiston Tuorlan observatoriossa tukitaan pimeää ainetta, pallomaisten tähtijoukkojen ja Linnunradan pienten seuralaisgalaksien vuorovaikutusta sekä paikallisen galaksijoukon vaiheita.

Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede 2000 -lehden vakituinen avustaja. Tällä palstalla hän taustoittaa tähtitieteen uutistapahtumia.