Teadlaste Öö 2020 Tõrva Astronoomiaklubi teleskoobivaatlusega

Et tänavusel üleriigilisel Teadlaste Öö 2020 festvalil ka Tõrva nime kõrgel hoida, korraldame reede õhtul Tõrva keskväljakul ühe avaliku teleskoobivaatluse. Kavas vaadata planeete Jupiteri, Saturni ja Marssi ning 67% valgustatud Kuud. Umbes kell 19 algava ja kusagil 22ni kestva vaatluse toimumispaigaks on tõenäoliselt bussijaama läänepoolne nurk, kust peaksid madalal lõunataevas paistvad taevakehad kenasti näha olema. Nagu ikka, saab teleskoobi okulaarist sisse vaadata tasuta ja oodatud on igas vanuses huvilised. Pilvise või vihmase ilmaga üritust ei toimu (hetkel lubab ilmateenistus reede õhtuks suhteliselt selget taevast).

Teiste Teadlaste Öö 2020 festivali üritustega saab tutvuda siin: http://www.teadlasteoo.ee/kava

Pöörlev Maa ja tähistaevas

Eric Brunner tegi selle timelapse video, et näidata kuidas Maa pöörlemine tekitab inimestes tunde, nagu kogu taevas pöörleks ümber meie.

Kiireid raadiopurskeid uurides avastati täielikust tühjusest pool kogu universumi nähtavast ainest

Tundmatu päritoluga ja ennustatamatu tekkega FRB-d ehk kiired raadiopursked on ülivõimsad ja kiired raadiolainete hetkelised pursked, pakkides endasse murdosa sekundilise kestvuse jooksul energiahulga, mis on võrreldav Päikese toodanguga 80 aasta jooksul.

Kuigi täpselt ei teata, mis sellise sündmuse käivitab, siis tegeletakse lahenduste väljatöötamisega aktiivselt. Tuvastamisele aitab kaasa purske tekkimise asukoha kindlaks tegemine ja õnneks on avastatud ka korduvad FRB-d, mida saame jälgida. Hiljuti tuvastati esmakordselt üks FRB meie enda galaktikast ning andmed viitavad magnetarile.

Highly magnetized rotating neutron star. Nii võiks välja näha näiteks asteroidivööd läbiv pöörlev neutrontäht, mis on mõjutab oma tugevate magnetväljadega enda ümber sattunud ainet.

Australian Square Kilometre Array Pathfinder (Austraalia Ruutkilomeetrine Antennimassiiv Teeleidja) koosneb 36-st raadioteleskoobist, igaüks neist 12 meetrise läbimõõduga, mis on jaotatud 4000 ruutmeetri peale. Seal töötaval meeskonnal õnnestus määrata nelja FRB suhteliselt täpne asukoht ehk esialgu FRB kodugalaktika, kahe signaali puhul saavutati veelgi täpsemad tulemused. Kõik neli signaali annavad nõnda infot selle kohta, kus need FRB-d pärit ei ole, ehk siis hakkame aga välistama, abiks seegi. Kahe täpsemini lokaliseeritud FRB andmed viitavad galaktika äärealadele, seega järeldatakse, et signaalid ei ole teele asunud galaktikate keskmetest ja seal paiknevatest supermassiivsetest mustadest aukudest. Samuti välistas töörühm supernoovad, sest nende FRB-de suhteliselt suurtes kodugalaktikates lihtsalt ei ole väga palju supernoovasid tuvastatud.

Sõelal on endiselt palju hüpoteese – alates tihedate objektide kokkupõrgetest, nagu näiteks valged kääbused või neutrontähed, kuni magnetaride sähvatusteni. Iga positsioneerimine annab juurde uut infot ja selliste teadmiste kogumine on tohutu tehniline saavutus. Veel ei tea, aga liigume, on kandidaadid ja otsast tõmmatakse ebatõenäolisemaid andmete põhjal maha. Teaduse tee on selge.

Kunstniku nägemus kiirete raadiolainete ja sähvatuse asukoha jälgimisest erinevate instrumentidega. Asukoha määramine on oluline mõistmaks, mis raadiopurskeid tekitada võiks.

Veelgi põnevam, FRB-sid uurides leiti üles seni tuvastamatuna püsinud hulk tavaainet. Astronoomid on FRB-sid uurides avastanud, et raadiolained on Maale jõudnuna moondunud.

Analüüs näitab, et umbes pool universumi tavaainest peidab end galaktikatevahelises ruumis. See küsimus on valdkonna inimesi vaevanud kümneid aastaid ja teooreetikud on selle idee juba ammu välja käinud. Tõestust on vaja. Varajase universumi aegadel tekkinud valguse vaatlused näitavad, et barüonid (prootonid, neutronid) peaksid moodustama umbes 5% universumi kogumassist. Aga praeguses universumis moodustab lihtsasti leitav aine, nagu tähed ja galaktikatesisene gaas, kõigest pool eeldatavast massist.

Galaktikatevahelise gaasi ideed on uuritud ka ainest eralduva nõrga röntgenkiirguse tuvastamise abil, glaktikatevahelistes ainefilamentides kosmilise taustakiirguse moondumise tuvastamisega ja kvasaritelt tuleva valguse analüüsimise teel. Endiselt aga ei olda päris kindlad, kas see "tühjuses" paiknev gaas on see kadunud osa 5%-st kogu nähtvast ainest või osa umbes 2,5%-st, mida me oleme juba tuvastanud, viimasel juhul on gaas pärit galaktikatest endist, mitte ei ole see ekstra, mida otsitakse.

Kiired raadiopursked pakuvad ülamainitud omavahel juba seotud vaatlustulemusetele tuge juurde. Kõrge sagedusega, kõrge energiaga raadiolained kihutavad läbi galaktikatevahelise mateeria kiiremini, kui signaali madalama sagedusega osa, tekitades Maale jõudes tuvastatava nihke signaalis. Vaata animatsiooni lingilt kommentaarides.

Ühe võimaliku stsenaariumi kohaselt põhjustab kiire raadiopurske magnetarilt pärinev loide, mis kiirendab eelnevatest loidetest maha jäänud nüüdseks aeglasemalt liikuvat ainet.
Tõusulaine harjal tekivad tugevad magnetväljad, elektronid saavad energiat juurde ja energia vabaneb raadiolainetena.

Australian Square Kilometre Array Pathfinder abil uuriti viite FRB-d viiest erinevast galaktikast. Iga FRB puhul võrreldi erinevate sageduste saabumisaegasid, et teada saada, kui palju mateeriat jäi raadiopurske teele. Seejärel teades FRB kodugalaktika ja Linnutee vahelist kaugust arvutati välja barüonite tihedus kahe galaktika vahel. Tulemuseks saadi keskmiselt üks barüon kuupmeetri kohta. Galaktikate tihedus miljon korda suurem. Kuigi galaktikatevahelise mateeria tihedus on väga väike, siis vahemaad ning ruumalad on tohutud ja mõõdetud tihedus klapib eeldusega, et "tühjuses" peab massi olema sama palju, kui seda on galaktikates selgelt nähtavas aines, tuues seega tavaine kogumassi viie protsendi peale kogu universumi massist.

Esimese FRB avastas Duncan Lorimer ja tema õpilane David Narkevic aastal 2007, kui nad uurisid ühe pulsari arhiveerituid andmeid.

Nagu ikka teaduses ollakse lõpliku tõe väljakuulutamisega ettevaatlikud. Viis on küllatki väike protsent, tuleb integreerida teiste meetodite tulemusi ja on vaja uurida veel palju FRB-sid, et saada veamarginaal võimalikult madalaks. Siiski ollakse FRB analüüsimiste tuleviku suhtes optimistlikud, kui neid saab piisavalt uuritud, siis võib arvata, et kadunud tavaine ongi leitud. Samas liigub mõte juba edasi - jah, kadunud ja nüüd leitud aine on galaktikate vahel, aga kuidas jaotub seal mateeria täpsemalt? Tuhandete signaalide uurmisel saadud andmete abil on tulevikus võimalik määrata ka aine jaotumine FRB teekonnal ja nii saaks kaardistada kosmilist ainevõrgustikku.

Saabus sügisene pöörihetk

Täna täpselt kell 16:31 saavutab Maa pöörlemistelg Päikese suhtes 0 kraadise kalde* ehk aset leiab sügisene pöörihetk. Ühtlasi lõppeb suvi ja algab sügis.

Kui tavaliselt öeldakse, et pööripäeval (ööpäev, mis sisaldab pöörihetke) on kõikjal Maal päev ja öö sama pikkusega, ei ole see tegelikult päris õige. Sellel on kolm peamist põhjust. Esiteks on pöörihetk tõepoolest kõigest hetk ja päev on 24 tundi. Teiseks on päikesetõus defineeritud hetkena, mil päikeseketta ülemine osa muutub horisondil nähtavaks ning loojang hetkena, mil päikeseketta ülemine osa horisondi taha kaob. See tähendab, et eeldefineeritud hetkest hetkeni jõudmiseks kulub päeval mõni minut kauem (päikeseketta läbimõõdu jagu). Kolmandaks murrab, peegeldab ja transpordib Maad ümbritsev atmosfäär päikesevalgust natukene nagu valguskaabel. See tähendab, et Päike muutub horisondil nähtavaks paar minutit enne kui ta seal reaalselt olema peaks ning püsib loojudes samal põhjusel kauem nähtavana. Nendel kolmel põhjusel saabub tõeline päeva ja öö pikkuste võrdsustumine erinevate poolkerade erinevatel laiuskraadidel pööripäevast mitu päeva varem (lõunapoolkeral) või hiljem (põhjapoolkeral). Eestis juhtub see näiteks 25. septembril.

Pööripäevade asetused Maa orbiidil ning Maa afeel ja periheel Päikesest. Kuigi meie poolkeral läheb nüüdsest jahedamaks, kahaneb tegelikult meie ja Päikese vahemaa.

*Maa 23,5 kraadist pöörlemistelje kallet pööripäevad ei mõjuta. Jutt käib kaldest Päikese suhtes.

Sureva sinise hiidtähe viimased sähvatused

Sellel kosmoseteleskoopide Spitzer ja WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) koostöös valminud infrapunafotol on näha osakest meie Linnutee ühest massiivseimast tähetekke piirkonnast nimega Cygnus X. Foto paremas ülemises osas asub üks haruldaseimat tüüpi täht - hele sinine muutlik täht (LBV - luminous blue variable). Linnuteest on neid leitud vaid paarkümmend ning lähimate galaktikate peale kokku tuntakse neist umbes sadat. Tegemist Päikesest kuni miljon korda heledamate siniste ülihiid või isegi hüperhiid tähtedega, mis hakkavad oma kõigest paar miljonit aastat kestva eluea lõpus enda välimisi kihte regulaarselt kosmosesse paiskama. Kusjuures mõnikord on need väljapursked nii võimsad, et neid võib segi ajada isegi supernoovadega. Iga mõne aasta või aastakümne tagant toimuva purskega kaotab täht triljoneid tonne enda materjalist ning seda hakkavad ümbritsema hiiglaslikud paisuvatest gaasipilvedest kestad. Sama on millalgi lähiminevikus juhtunud fotol oleva G79.29+0.46 tähist kandva LBVga, mille ümber on näha kaht või kolme suhteliselt selgepiirilist punakat gaasikesta. Kuna LBVde evolutsiooni kohta on veel küllaltki vähe teada, on raske öelda mitu korda see veel pursata jõuab, enne kui see lõpuks võimsa supernoovana plahvatab ning endast tõenäoliselt musta augu maha jätab.

PS: Tähtede värvist ja selle põhjustest kuuleb juba täna toimuval Tõrva III Astronoomiaõhtul, kus Tartu Observatooriumi astronoom Taavi Tuvikene esineb loenguga "Miks tähed on värvilised ja millised neist on kõige ilusamad?". Link üritusele: https://fb.me/e/1EBTjOgIN

Veenuse atmosfäärist leiti eluga seostatavat fosfiini

Äsja aset leidnud Kuningliku Astronoomiaseltsi pressikonverentsil teatati, et planeet Veenuse atmosfäärist on leitud gaasilist ühendit nimega fosfiin (phosphine, PH3), mille tekkimise üheks hüpoteesiks on mikroobne elutegevus. Kõik siiani teadaolevad mitte-bioloogilised keemilised reaktsioonid, mis võiksid samuti fosfiini tekitada, ei tundu meie teadmistega Veenuse atmosfääri koostisest klappida. Asja teeb veelgi huvitavamaks, et fosfiini avastati Veenuse sellisest atmosfääri kihist (50-60km), kus rõhk ja temperatuur meenutavad enim maist keskkonda. Muidu valitseb Veenuse pinnal selline rõhk, mille leiab kilomeetri sügavuselt Maa ookeanist ning sealne temperatuur küündib kõrvetava 465 kraadini.

Kuna Veenus võis miljardite aastate eest meenutada praegust planeet Maad on juba aastakümneid spekuleeritud, et planeedil valitsevate tingimuste halvenemisel (ülitugev kasvuhooneefekt) võis sealne elu aeglaselt migreeruda planeedi atmofääri kõrgematesse ja vähem-ekstreemsematesse kihtidesse. Samas leidub seal ka ülikõrge konsentratsiooniga väävelhapet, mis hävitaks näiteks maised mikroobid sekunditega.

Veenuse atmosfäärikihtide kõrgus ja avastatud fosfiini asukoht selles.

Avastuse autorid rõhutavad, et nende leid ei tähenda, et Veenuselt on leitud maaväline elu. Tegu on lihtsalt väga huvitava ja esialgu seletuseta avastusega, mille seletamiseks (olgu selleks siis elu või mõni tundmatu keemiline reaktsioon) läheb vaja edasisi ettevaatlikuid uuringuid. Nagu ütles astronoom ja astrobioloog Carl Sagan, kes tegeles väga lähedalt Veenusel möllava kasvuhooneefekti ja maavälise elu otsimisega, et "uskumatud väited vajavad uskumatult häid tõendeid". Seniks kriitilist meelt.

Avastuse autoriteks on MIT (Massachusetts Institute of Technology) teadlased Jane Greaves, Clara Sousa-Silva, Janusz Petkowski, William Bains, Sukrit Ranjan, Zhuchang Zhan ja Sara Seager. Fosfiin avastati Veenuselt raadiospektris kasutades selleks James Clerk Maxwelli teleskoopi Hawaiil the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observatooriumit Tšiilis.

Andromeeda galaktika halo on tohutu

On selgunud, et meie lähima hiigalaktika Andromeeda gaasist halo ulatub selle nähtavast servast kümneid kordi kaugemale ning puutub tõenäoliselt Linnutee enda haloga otsapidi kokku. Kui me seda halo näeksime, paistaks see taevas kolm korda suurem kui Suur Vanker.

Galaktikaid ümbritsevate hõredast ioniseeritud gaasist halode uurimine on senini olnud päris keeruline ülesanne, kuna need ei kiirga elektromagnetspektris ning on seega igas mõttes nähtamatud. Kasutades aga Hubble kosmoseteleskoobi COS (Cosmic Origins Spectrograph) detektorit, õnnestus astronoomidel mõõta 43 kaugel tasutal paistva kvasari* poolt kiiratud ultraviolettkiirguse neeldumist Andromeeda gaasihalos ning seekaudu koostada selle senini täpseima kaardi. Selgus, et halo ulatub 1,3 kuni 2 miljonit valgusaastat galaktikast väljaspoole. Kuna Andromeeda asub meist kusagil 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel ja väga suure tõenäosusega on ka Linnuteel enam-vähem samasugune halo, peaksid need omavahel juba kokku puutuma. Sõna "juba" tasub siin kasutada põhjusel, et kaks galaktikat on üksteisega vältimatul kokkupõrkekursil.

Andromeeda on 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel asudes kaugeim veel silmaga nähtav objekt (hele pisike ketas lilla pilbve keskel). Tema halo nähes kataks see taevas aga kolm korda suurema ala kui Suur Vanker.

Lisaks halo ulatusele tuli välja, et see koosneb kahest suhteliselt selgepiirilisest kihist. Sisemine osa, mis ulatub galaktikast umbes poole miljoni valgusaasta kaugusele, on tihedam ja ebakorrapäratu struktuuriga ning välimine ja suurem kiht kuumem aga ühtlasem. Spekuleeritakse, et sisemist halo toidavad ja keerutavad Andromeedas aeg-ajalt toimuvad supernoovad, mis paiskavad täheplahvatuse käigus tekkinud raskete elementidega rikastatud materjali galaktika kettast välja.

Andromeedat ja teisi lähimaid galaktikaid ümbritsevate halode struktuuri uurimine annab meile tähtsat informatsiooni galaktikate mineviku, evolutsiooni ja tuleviku kohta. Näiteks on halodel tõenäoliselt mängida hiidgalaktikate kokkupõrgete ja liitumiste käigus oluline roll, kuna neis sisalduv gaas on toormaterjal, millest tulevikus moodustuvad uued tähed.

Kaugetelt kvasaritelt paistva valguse analüüsimisel saab teha kindaks, kas see läbis teel Andromeeda halo või mitte.

43 kvasari asukohad Andromeeda galaktika halo taustal.

*kvasarid on varajase universumi aktiivsed galaktikatuumad. Kuna nende kaugus meist on miljardeid valgusaastaid, näeme me neid sellisena, nagu nad olid miljardeid aastaid tagasi.