Tähden syttymishetki tahdittaa planeettakunnan muodostumista, mutta miten selvittää, milloin Aurinko syttyi.


mutta miten selvittää, milloin Aurinko syttyi.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla


Lasten kirja kysyy, paistoiko Aurinko ennen syntymääsi. Minä lisään vaikeusastetta ja kysyn dosentti Harry Lehdolta, paistoiko Aurinko ennen maapallon muodostumista.

Yllättävää, ettemme tiedä tätä. Jo tähtitieteen alkeiskirjat kertovat, että planeetat muotoutuvat tähtensä sivutuotteena. Voiko planeetta siis todella syntyä, ennen kuin tähti on syttynyt?

- Kyllä vain, vastaa muun muassa astrobiologiaan erikoistunut Lehto, joka työskentelee Turun yliopiston Tuorlan observatoriossa.

Tutkijoita kiinnostaa, missä kehitysvaiheessa Aurinko oli planeettojen muodostuessa. Tähden syttymishetki näet määrää, kuinka kauan planeettatulokkaille riittää raaka-aineita. Siitä on myös kiinni, millaisia kaasujättejä planeettakuntaan muodostuu. Ne puolestaan vaikuttavat jopa planeettojen elinkelpoisuuteen.


Kehtona on pölykiekko

Filosofi Immanuel Kant ehdotti 1755, että Aurinko planeettoineen syntyi tiivistymällä suuresta, pyörivästä kaasupilvestä.

Kilpailevissa selityksissä planeetat muodostuivat aineesta, joka irtosi Auringosta, kun se törmäsi komeettaan tai naapuritähteen. Näistä ideoista luovuttiin tyystin 1900-luvun alkuun mennessä.

Kantin valistunut arvaus osui oikeaan, sillä nykytietämyksenkin mukaan planeettakunnat syntyvät pyörivästä pöly- ja kaasupilvestä. Pilvi on niin suuri, että se alkaa luhistua oman painovoimansa vaikutuksesta. Sen keskiosista tiivistyy protoaurinko.

Protoaurinkoa ympäröi pöly- ja kaasukiekko, jossa alkaa muodostua planeettoja. Ensin kiekon pölyhiukkaset törmäilevät toisiinsa ja muodostavat suurempia hippusia, jotka vajoavat nopeasti samaan tasoon. Litteässä pölykiekossa kokkareet kasvavat, ja lopulta niistä kehkeytyy planeettoja.

Nyt on siis kyse siitä, olivatko planeetat jo kehittyneet, kun protoaurinko syttyi loistamaan.


Kaasujätti syntyy ennen tähteä

Toistaiseksi ei ole keinoa, jolla kaasuplaneetan ikä selviäisi. Harmi, sillä jos tuntisimme Jupiterin iän, tietäisimme varhaisimman ajankohdan, jolloin Aurinko olisi voinut syttyä.

Kaasujättiläisiä ei näet voi syntyä enää sen jälkeen, kun tähti loistaa, sillä tähden säteilyn paine tyhjentää pölykiekon  kaasusta. Se yksinkertaisesti puhkuu kaasun avaruuteen. Tästä seuraa, että mitä pidempään tähti uinuu, sitä suurempia kaasukiertolaisia sille ehtii kehittyä.

Jättiläisplaneetat ovat planeettakunnassa tärkeitä. - Jupiterin vetovoima on aikoinaan lingonnut pieniä kappaleita aurinkokunnan sisä- ja ulko-osiin, Lehto toteaa.

Pienissä kappaleissa paikasta toiseen kulkeutuu esimerkiksi vettä. Osan Maankin vesistä arvellaan olevan peräisin tänne syöksyneistä komeetoista. Myöhemmin, kun olot aurinkokunnassa vakiintuivat ja pienkappaleiden määrä väheni, Jupiter suojeli maapalloa elämän kehitystä häiritseviltä törmäyksiltä.

Jupiter on siis vanhempi kuin Aurinko, mutta mihin asettuu aikaskaalassa Maa? Saattoiko se syntyä ennen Jupiteria, vai tuliko se vasta päivänpaisteiseen maailmaan?


Planeetta kertyy vauhdikkaasti

Harry Lehto kertoo, että tähtitieteilijä lähestyy aurinkokunnan historiaa havainnoimalla pöly- ja kaasukiekkoja, jotka ympäröivät vastasyttyneitä tähtiä.

- Niitä etsitään tähtijoukoista, joiden tähdet ovat keskenään suunnilleen saman ikäisiä. Kun vertaillaan eri-ikäisten joukkojen tähtiä ympäröiviä kiekkoja, saadaan tietoa eri kehitysvaiheissa olevien planeettakuntien tilasta, Lehto selventää.

Maan kaltaiset kiviplaneetat syntyvät pölystä. Koska pöly siis päätyy planeettoihin, tutkijat kysyvät: miten nopeasti se häviää kiekoista?

- Vastaus on seitsemässä miljoonassa vuodessa. Tuntuu hurjalta, että millimetrin tuhannesosan kokoisista pölyhippusista ehtii kertyä kiviplaneetta näin lyhyessä ajassa! Tilanne vastaa sitä, että satavuotiaiksi elävät ihmiset olisivat täysikasvuisia kuukaudessa, Lehto selittää.

Kaukaisia planeettakuntia ei kuitenkaan nähdä niin tarkasti, että voitaisiin sanoa, syttyikö niiden keskustähti ennen vai jälkeen pölyn loppumisen. Emme myöskään tiedä, oliko niillä siinä vaiheessa kaasuplaneettoja.

Seitsemän miljoonaa vuotta kertoo vain sen, että Maan kaltaiset kiviplaneetat, joissa ei juuri ole kaasua, muodostuvat nopeasti. Voisivatko kaasujätit olla vielä sukkelampia?

Ehkä, sillä kolmen miljoonan vuoden ikäisten tähtien ympärillä on nähty runsaasti kaasua sisältäviä kiekkoja, kun taas kymmenen miljoonan vuoden ikäisten tähtien kiekoissa kaasua ei enää ole paljonkaan.


Planeettakunnan synnyn aikaskaala
















Tapahtuma






Tähti syttyy aikaisintaan 7 miljoonan vuoden päästä siitä, kun pöly on tiivistynyt ohueksi kiekoksi.

Maa saadaan haarukkaan

Geologit pystyvät ajoittamaan oman planeettakuntamme vaiheita. He tietävät, että pöly, josta planeetta-alkiot kasvoivat, oli asettunut litteäksi kiekoksi luhistuvan protoauringon ympärille 4,567 miljardia vuotta sitten. Luku on saatu tutkimalla meteoriitteja, jotka muodostuivat, kun Aurinkoa ympäröivä pöly tiivistyi litteään kiekkoon ja kiteytyi sen jäähtyessä.

Maan ikä saadaan kuukivien radioaktiivisesta ajoituksesta. Kuun nimittäin oletetaan syntyneen maapallon ja asteroidin törmäyksessä.

- Vanhin tunnettu kuukivi on 4,52 miljardia vuotta vanha, Lehto kertoo. Maapallon täytyy olla ainakin tämän ikäinen.

Geologeilla on siis melko tarkka käsitys aurinkokunnan historian kulusta. Mutta miten sovittaa heidän tietonsa tähtitieteilijöiden havaintoihin?

Voimme arvioida maapallon ikää myös vähentämällä tiivistyneen pölykiekon muodostumishetkestä (4,567 miljardia vuotta) seitsemän miljoonaa vuotta. Tämän arvion mukaan planeettamme olisi ollut olemassa jo 4,56 miljardia vuotta sitten.

Geologin ja tähtitieteilijän arviot ovat niin lähellä toisiaan, että Maan iän voi sanoa olevan aika tiukasti haarukassa.
Jos tietäisimme aikataulun, jolla protoauringosta kehkeytyi tähti, voisimme päätellä, paistoiko Aurinko tuoreeseen Maahan, mutta tähtitieteilijät tuntevat Auringon kehityskulun vain suurin piirtein.

- Kysymys siitä, missä kehitysvaiheessa Aurinko oli planeettojen syntyessä, on yhä avoin, Lehto kiteyttää.
Ainoa toivo vastauksesta on tässä vaiheessa se, että tulevaisuuden kaukoputket erottavat kaukaisten tähtien syntymässä olevat planeetat ja näkevät, kun keskustähti syttyy. Siitä voisimme sitten päätellä, miten aurinkokunnassa aikoinaan kävi.

Kysymystä on siis helpotettava: paistoiko Aurinko maapallon elämän orastaessa? Nyt eivät tähtitieteilijätkään emmi: Kyllä!


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

Sisältö jatkuu mainoksen alla