Kahdessakymmenessä vuodessa on opittu paljon: nuoret tähdet villiintyivät, mustat aukot muuttuivat todeksi, ja jättiläisaukoiksi osoittautuivat myös salaperäiset kvasaarit. Tästä huolimatta 20-vuotias tiedeartikkeli voi antaa hyvän pohjan uuden ymmärtämiselle.


TEKSTI:Leena Tähtinen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kahdessakymmenessä vuodessa on opittu paljon: nuoret tähdet villiintyivät,
mustat aukot muuttuivat todeksi, ja jättiläisaukoiksi osoittautuivat myös
salaperäiset kvasaarit. Tästä huolimatta 20-vuotias tiedeartikkeli voi antaa
hyvän pohjan uuden ymmärtämiselle.

Julkaistu Tiede-lehdessä

7/2000

Jos muistaisit, mitä dosentti Tapio Markkanen kirjoitti 20 vuotta sitten artikkelissaan Maailmankaikkeuden uudet kasvot (Tiede 2000 2/1980, s. 28-34), voisit muina miehinä osallistua tänään käytävään kahvipöytäkeskusteluun, jossa pohdiskellaan tähtien muodostumista, röntgenkaksoistähtien olemusta, mustien aukkojen olemassaoloa tai kvasaarien saloja. Et tipahtaisi kelkasta, vaikka kaikista näistä asioista tiedetään nyt paljon enemmän.

Tiede on kummallinen asia. Se ei vanhene, vaikka sen tulokset uusiutuvat jatkuvasti. Kun sinulla on jonkinlainen käsitys nykyisestä maailmankuvasta ja ymmärrät, miten tiede toimii, osaat 20 vuoden pakastimessa olon jälkeenkin päivittää maailmakuvasi kyselemällä uutisia muilta kahvitaukoa pitäviltä.

- Tähän pätee sama kuin historiaan: se ei vanhene, vaikka jatkuu joka päivä. Taustat tietävän on muita helpompi sulattaa uusi, valaisee Turun yliopiston avaruustähtitieteen professori Esko Valtaoja.

Tietysti aina silloin tällöin tapahtuu jotain, joka ei sovi entisiin kehyksiin, mutta raamit on helpompi vääntää uuteen uskoon kuin koota alusta asti.

Ns. suurelle yleisölle suunnattu artikkeli sisältää paljon vähemmän yksityiskohtia kuin tutkijoiden toisilleen tarkoittamat julkaisut. Yksityiskohdat tietenkin muuttuvat yleiskäsitystä nopeammin, joten tähtitieteiljä ei juuri viittaa muutamaa vuotta vanhempaan julkaisuun. Kymmenvuotias referoitava on jo alan klassikko.

Tähtien hurjuus yllätti

  oli runsaasti uusia infrapuna- ja röntgenhavaintoja.

"Havaittu infrapunasäteily on ilmeisesti peräisin pölyvaipoista, jotka kapaloiden tavoin vielä verhoavat vasta syntynyttä tai juuri syntyvää tähteä", Markkanen kirjoittaa. "Kun havaintolaitteiden tarkkuus on parantunut, on monista [tähtienvälisistä] pilvistä löytynyt pistemäisten infrapunalähteiden joukkoja. Ne ovat ilmeisesti vastasyntyneitä tai parhaillaan syntyviä tähtijoukkoja."

Pölyyn kietoutuneiden tähtitulokkaiden ajateltiin syntyvän tähtienvälisistä pilvistä niiden kutistuessa: tihentyessään kaasukertymä vähitellen kuumenee ja alkaa säteillä vedyn ydinfuusion tuottamaa energiaa. Samalla sen ympärille otaksuttiin muodostuvan kaasukiekko, josta planeetat tiivistyvät.

Käsitys tähtien syntytavasta ei ole muuttunut, mutta uudet havainnot nuorien tähtien aktiivisuudesta ja niiden navoilta sinkoavista kaasusuihkuista ovat antaneet entistä villimmän kuvan tähtien alkuajoista. Niin villin, että on vaikea selittää, miten nuoren hurjimuksen ympärille ylipäätään voi muodostua planeettakunta.

Planeettoja kuitenkin muodostuu. Eksoplaneettojakin, joiden havaitsemisesta vasta haaveiltiin 80-luvulla, on löytynyt jo kymmeniä. Tuorein löytyi Epsilon Eridani -tähden liepeiltä elokuussa.

Mustista aukoista tuli totta

- Kuluneet kaksikymmentä vuotta ovat poistaneet monen ilmiön selityksestä "mahdollisesti" ja "ehkä" -sanat", miettii Esko Valtaoja selaillessaan Tiede 2000-lehden ensimmäistä vuosikertaa. Esimerkiksi mustien aukkojen olemassaolo on varmistunut.

  luonnossakin eikä vain suhteellisuusteoreetikkojen mielikuvituksessa", Markkanen kirjoittaa.

Markkasen tarkoittamat mustat aukot liittyvät röntgenkaksoistähtiin. "Tähdistä vain toinen näkyy. Toinen on niin pieni ja heikkovaloinen, ettei se erotu, mutta juuri se onkin röntgensäteilyn lähde. Tai oikeammin lähde on melko pieni alue sen pinnalla."

"Kuinka tähti sitten voi pyöriä niin suunnattoman nopeasti ja miksi sen säteily on juuri röntgensäteilyä?", ihmeteltiin 20 vuotta sitten.

Röntgenkaksoistähtien näkymättömät kumppanit tosiaan osoittautuivat mustiksi aukoiksi, kuten ounasteltiin. Näkymätön komponentti on useissa tapauksissa niin tiheä, ettei se voi olla mikään muu kuin musta aukko. Pieni röntgenalue muodostuu paikkaan, johon aukon kaveriltaan imaisema kaasu osuu. Röntgensäteily taas selittyy kitkalla, joka kuumentaa mustaan aukkoon kiertyvän kaasun.

- Tieteen edistyminen on aina asteittaista. On mahdoton sanoa tarkalleen, milloin mustat aukot muuttuivat teoriasta todellisiksi taivaankappaleiksi, korostaa Valtaoja. Röntgenkaksoistähdillä oli tässä tärkeä merkitys, mutta kuvaan mustista aukoista vaikuttivat myös kvasaarit.

Kvasaarien luonne selvisi

"Kvasaarien luonne on yhä arvoitus, vaikka ne löydettiin jo pari vuosikymmentä sitten. Ne näyttävät kuitenkin olevan sukua galakseille", Markkanen kirjoittaa.

Kvasaarit paljastuivat jättiläismäisiksi mustiksi aukoiksi, joita ympäröi galaksi. Valtaoja muistuttaa, että tämäkin tapahtui vähitellen. Ensin kvasaareiden ympärillä nähtiin epämääräistä suhrua, jota arveltiin isäntagalaksiksi. Sitten nähtiin tarkemmin ja tarkemmin.

Kvasaarien valtava kirkkaus syntyy, kun ympäröivän galaksin kaasu kertyy aukkoa reunustavaksi kiekoksi. Kiekossa kaasu kuumenee ja säteilee lyhytaaltoista säteilyä ennen katoamistaan aukon syövereihin.

Tiedetään myös, että aukkojen massat ovat suoraan verrannollisia niitä ympäröivän isäntägalaksin kokoon. Mutta sitä ei tiedetä, miten keskusaukot muodostuvat. Moni muukin yksityiskohta on selvitettävä. Esimerkiksi se, miksi jokin keskusaukko loistaa ja toinen ei, vaikka kumpaankin näyttää katoavan runsaasti kaasua.

- Kvasaaritutkimuksen muotisanaksi onkin tullut advektiivivirta, kertoo Valtaoja. Se tarkoittaa yksinkertaisesti kaasua, joka humahtaa aukkoon suoraan kuumenematta ensin. Näin selittyisi esimerkiksi se, että Linnunradan keskellä oleva aukko on varsin vaisu, vaikka sillä on massaa 2,5 miljoonan Auringon verran. Mutta miksi osa kaasusta käyttäytyisi näin, on hämärän peitossa.

Yhä paremmat havaintolaitteet ja uudet havainnot pitävät huolen siitä, että moniin kysymyksiin vastataan seuraavankin 20 vuoden kuluessa. Markkanen kirjoittaa 1980: "Eri aallonpituuksilla tehtävät havainnot täydentävät toisiaan: ne kaikki vaikuttavat yhdessä siihen, millaiseksi tähtitieteellinen maailmankuvamme muodostuu."

Totta vastakin: maailmankuvamme kehittyy.

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

Sisältö jatkuu mainoksen alla