Jos Proxima Kentauri olisi vielä vähän pienempi, se voisi olla planeetta. Oikeastaan ei ole ihme, ettei sitä ole mitattu aiemmin, sillä isoimpienkin tähtien koon määrittäminen on yllättävän vaikeaa.


TEKSTI:Leena Tähtinen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Jos Proxima Kentauri olisi vielä vähän pienempi, se voisi olla planeetta.
Oikeastaan ei ole ihme, ettei sitä ole mitattu aiemmin, sillä isoimpienkin tähtien koon määrittäminen on yllättävän vaikeaa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2003

Tarkistan varmuuden vuoksi Euroopan eteläisen observatorion tiedotteen päivämäärän vielä kerran. Kyllä. Vasta vuosi sitten mitattiin ensimmäistä kertaa, kuinka suuri on lähin tähtinaapurimme, Proxima Kentauri. Yhtä pienen tähden kokoa ei ole koskaan aiemmin pystytty mittaamaan tarkasti.

Luotaimet lentävät planeetoille, uutisissa puhutaan mustien aukkojen ympäristöstä, ja satelliittien mittauksista päätellään koko universumin ominaisuuksia. Näemme yhä kauemmas ja yhä pienempiä yksityiskohtia. Siksi tuppaa unohtumaan, että lähes kaikki tähdet näyttävät modernissakin kaukoputkessa pelkiltä pisteiltä.

Kokoja voidaan arvioida väristä ja kirkkaudesta

Pistemäisinäkin tähdistä on saatu paljon irti. Ilman kaukoputkeakin havaitsee helposti, etteivät kaikki tähdet ole yhtä kirkkaita ja että ne ovat hieman eri värisiä. Jotkin pisteistä ovat selvästi toisia punaisempia, jotkin ovat keltaisia, toiset taas sinertävänvalkoisia.

Värin ja kirkkauden perusteella tutkijat ovat päätelleet, että tähdet syntyvät, aikuistuvat, vanhenevat ja kuolevat. Osa niistä on syntyessään pieniä, osa Auringon kokoisia, ja osa todella suuria. Taivaalla näkyvät erilaiset tähdet ovat näiden erikokoisten tähtien eri-ikäisiä versioita.

Väri ja kirkkaus on helppo mitata, joten tähtitieteilijät ovat saaneet niiden välisestä suhteesta oivan työkalun. Niiden vertailua kutsutaan Hertzsprung-Russell-diagrammiksi. Sen perusteella tähtien elämänkaarta selittävä kehitysteoria kertoo tähden massan ja koon.

Mutta pitävätkö teorian yksityiskohdat paikkansa? Asian varmistamiseksi olisi mitattava mahdollisimman monenkokoisten tähtien halkaisija.

Jättiläistähden pinnasta saatiin jo valokuvakin

Tätä nykyä tutkijoita kiinnostavat erityisesti jättiläistähtien ja pienten tähtien mitat. Auringon kaltaisten ja sitä hieman suurempien tähtien kokotietoja on nimittäin jo kertynyt kaksoistähdistä, joissa kumppanukset kulkevat toistensa editse.

Kovin monen jättiläistähden kokoa ei tiedetä. Vasta vuonna 1996 Hubble-avaruuskaukoputki otti kaikkien aikojen ensimmäisen valokuvan vieraan tähden pinnasta. Kyseessä oli Orionin tähtikuvion Betelgeuze, punainen ylijättiläinen, joka Auringon paikalla ulottuisi Jupiterin radalle asti.

Vuonna 2001 Charles Townes Kalifornian yliopistosta mittasi kolmen jättiläistähden läpimitan ja havaitsi ne kolmanneksen suuremmiksi kuin tähtien kehitystä selittävä teoria ennustaa. Ehkä tunnemme jättiläistähdet huonommin kuin luulemme.




Pienimmät tähdet elävät rauhallisimmin



Tähden koko ja massa esitetään taulukossa suhteutettuina Auringon läpimittaan ja massaan. Luvut ovat arvioita, jotka on laskettu tähtien kehitysmallin mukaan.

pienet tähdet

Aikuinen: läpimitta 0,1-1 Auringon läpimittaa ja massa 0,1-1 Auringon massaa.


Vanhus: kehittyvät hitaasti, yksikään ei ole vielä ehtinyt tähän vaiheeseen.


Kuollut tähti: ei vielä tässä vaiheessa.

keskikokoiset tähdet

Aikuinen: 1-4 ja 1-5.


Vanhus: punainen jättiläinen, 100-200 ja 0,8-4,9.


Kuollut tähti: valkoinen kääpiö, 0,01 ja 0,5.

massiiviset tähdet

Aikuinen: 4-10 ja 7-60.


Vanhus: ylijättiläinen, 300-1 000 ja 6,8-40.


Kuollut tähti: supernovaräjähdyksessä jäljelle jää neutronitähti, 10 km ja noin 1,4, tai musta aukko, äärettömän pieni ja ≥3.

Naapurimme on pieni jopa kääpiöksi

Yli puolet Linnunradan tähdistä on Aurinkoa pienempiä kääpiötähtiä, mutta vain muutaman kääpiön koko tiedetään.

Vastikään mitattu Proxima Kentauri kuuluu kolmoistähteen, jonka yksi osapuoli on kirkas Alfa Kentauri. Proxima Kentauri, joka on 4,2 valovuoden päässä, on kolmosista meitä lähimpänä.

Proxima kuuluu tähtien kärpässarjaan. Se on tyypiltään niin sanottu M-kääpiö, jonka massa on 15 prosenttia Auringon massasta ja pinnan lämpötila vain 3 000 astetta. Se onkin paljon himmeämpi kuin lähes 6 000-asteinen Aurinko. Meille paljain silmin näkyvät tähdet ovat sata kertaa kirkkaampia kun Proxima Kentauri. Näin himmeiden tähtien koon mittaaminen on ollut mahdotonta aivan viime aikoihin asti.

Nyt mittauksen mahdollistavat suuret optiset kaukoputket, joiden erotuskykyä kasvatetaan käyttämällä niitä yhdessä niin sanottuina interferometreinä. Proximaa havainnoitiin kahdella VLT-kaukoputkella, joiden kummankin peilin halkaisija on 8,2 metriä.

 Kyse ei nimittäin ollut mistään mittarin lukeman katsomisesta, vaan kahden kaukoputken havaintojen yhdistämisessä tarvittiin runsaasti matematiikkaa. Nyt tiedämme, että Proximan läpimitta on vain seitsemäsosa Auringon halkaisijasta.

Proxima Kentaurin lisäksi VLT-kaukoputkilla määritettiin kolmen muun pienen tähden koko. Ainakin nämä tulokset vastaavat tähtien kehitysteorian antamia arvioita.

Vähältä piti, ettei tullut ruskeaa kääpiötä

Pienet tähdet kiinnostavat myös siksi, että ne muistuttavat suuria planeettoja. Proxima Kentauri on rajatapaus. Jos Proximalla olisi vain puolet massastaan, se ei enää olisi tähti vaan ruskea kääpiö: epäonnistunut tähti, joka ei loista oikeiden tähtien lailla fuusioimalla vetyä.

Ruskeat kääpiöt ovat tuttuja myös eksoplaneettojen tutkijoille, sillä monien aurinkokunnan ulkopuolelta löydettyjen planeettojen massa on ruskean kääpiön luokkaa.

Suurimmat eksoplaneetatkin erotetaan, kunhan 8,2-metrisiä kaukoputkia yhdistetään kahden sijasta neljä; kaikki nämä putket ovat jo olemassa. Kun VLT:n kaukoputkiin saadaan kohta lisätyksi vielä adaptiivinen optiikka, joka poistaa ilmakehän häiritsevän vaikutuksen, niin johan näkyy.

 


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

Sisältö jatkuu mainoksen alla