Uusia tähtiä syntyy avaruudessa kaiken aikaa. Kuva: Eso
Uusia tähtiä syntyy avaruudessa kaiken aikaa. Kuva: Eso

Tulos oli neljä kvattuordekiljoonaa fotonia.

Kuinka paljon maailmankaikkeudessa on tähtiä? Arviolta kvadriljoona eli luku, jossa ykkösen perässä on 24 nollaa. Se on samaa luokkaa kuin hiekanjyvien määrä maapallolla.

Entä kuinka monta fotonia eli valohiukkasta nämä kaikki tähdet ovat koko maailmankaikkeuden olemassaolon aikana säteilleet taivaalle? Kysymys kuulostaa mahdottomalta selvittää, mutta niin vain tutkijoilla on nyt siihenkin vastaus.

Neljä kvattuordekiljoonaa valohiukkasta. Siinä on 84 nollaa. Luku on niin mieletön, että sitä ei voi suhteuttaa oikein mihinkään. Se on jopa enemmän kuin maailmankaikkeudessa on arvioitu olevan atomeita.

Tiedämme tämän nyt, koska Fermi-avaruusteleskoopin mittauksia hyödyntänyt kansainvälinen tutkijaryhmä sai päätökseen kunnianhimoisen hankkeensa. Sen tarkoituksena oli selvittää maailmankaikkeuden tähtien syntyhistoria ja siinä sivussa mitata kaikki valo, jonka tähdet ovat universumiin säteilleet. Tulokset julkaistiin Science-lehdessä.

Me emme näe kaikkea tätä valoa, vaan 90 prosenttia siitä tuikkii valtavassa universumissa eräänlaisena kosmisena sumuna, niin sanottuna ekstragalaktisena taustasäteilynä. Näkyvän valon lisäksi taustasäteily sisältää silmälle näkymätöntä infrapuna- ja ultraviolettivaloa.

Tähän liittyy myös kuuluisa Olbersin paradoksi, joka esitettiin 1800-luvulla. Jos maailmankaikkeus on täynnä kirkkaita tähtiä, miksi yötaivas on pimeä?

Koska tähtiä on niin paljon, periaatteessa missä tahansa, mihin katsot, pitäisi olla tähti. Joka ikisestä taivaan pisteestä saapuisi meille siis valoa, joten yötaivaan pitäisi tämän logiikan mukaan olla hohtavan valkoinen. Tiettävästi Johannes Kepler pohti tätä pulmaa jo 1500-luvulla.

Nykyään kuitenkin tiedämme, että maailmankaikkeus laajenee jatkuvasti, eivätkä tähdet ole olleet olemassa ikuisesti. Kaukaisimpien tähtien valo ei ole vielä saavuttanut meitä.

Tähdet eivät myöskään lopulta säteile tarpeeksi valoa, jotta niiden kirkkaus voisi koskaan täyttää koko taivasta.

Kaikki tähtien valo, jonka voimme paljain silmin nähdä, on peräisin meidän oman galaksimme Linnunradan tähdistä. Avaruuden taustavalon – ekstragalaktisen taustasäteilyn – mittaaminen on erittäin vaikeaa, koska se on niin himmeää, kertoo yksi tutkijoista, Clemsonin yliopiston astrofyysikko Marco Ajello LiveScience-verkkolehdessä.

”Se on kuin yrittäisi nähdä 60 watin hehkulampun neljän kilometrin päästä”, Ajello vertaa.

Tutkijat määrittivätkin maailmankaikkeuden valon määrän epäsuorasti mittaamalla kaikkiaan 739 blasaarin eli valtavan mustan aukon sisältämien galaksien tuottamia gammasäteitä. Juuri tähän gammasäteilyn mittaamiseen Fermi-avaruusteleskoopin instrumentit on suunniteltu.

Jopa miljardien valovuosien päässä sijaitsevien blasaarien sylkemät gammasädefotonit imeytyvät suurelta osin avaruuden taustavaloon. Kun tiedetään blasaarien etäisyys ja ikä ja mallinnetaan, kuinka paljon niiden säteilystä on kadonnut matkalla meille, voidaan arvioida valon määrä universumissa yli ajan alkaen siitä, kun maailmankaikkeus oli vielä hyvin nuori.

Tutkimuksen varsinainen tarkoitus ei ollut laskea valohiukkasten määrää, vaan tämän avulla selvittää, miten tähtiä on muodostunut eri aikoina.

”Mittasimme tähtien valon määrän jokaisella ajanjaksolla maailmankaikkeuden historiassa – miljardi vuotta sitten, kaksi miljardia, kuusi miljardia vuotta sitten ja aina siihen asti, kun ensimmäiset tähdet muodostuivat”, selittää astrofyysikko Vaidehi Paliya Clemsonin yliopistosta The Guardian -lehdessä.

Maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä 13,7 miljardia vuotta sitten, ja ensimmäiset tähdet syttyivät 13,5 miljardia vuotta sitten.

Tutkijat pystyivät laskelmiensa avulla selvittämään, että kaikkein eniten tähtiä syntyi 11 miljardia vuotta sitten. Uusia tähtiä syntyy yhä jatkuvasti ympäri maailmankaikkeutta, mutta hitaammalla tahdilla kuin silloin, kun universumi oli vielä nuori. Linnunradassa syttyy arviolta seitsemän uutta tähteä joka vuosi.

OJP.
Seuraa 
Viestejä631
Liittynyt18.1.2013

Tutkijat laskivat universumin tähtien valon

- Niin, pientä palautetta em astrofyysikoiden keskusteluun. Maailmankaikkeuden mallit jaetaan kolmeen ryhmään; - suljettu malli, tilavuus äärellinen, tiheys p > p.c, palloavaruus, laajenen maksimi kokoon, ....supppeneminen. - Einstein - de Sitter malli, ....ääretön..... p =pc., euklidinen - avoin malli ,ääretön,..., p <cp...,, hyperbolinen. - Taulukon laatija on sitä mieltä, että on rajoituttava Friedmanin malleihin , siis ilman kosmologista vakiota (lambda = 0)( näppäomistössä ei...
Lue kommentti

Osmo, Otto, Juhani Päivinen