Laupäev, 31. märts 2018

Kuidas mõista planeetide ja tähtede omavahelisi kaugusi

Üks astronoomia raskemini hoomatavaid aspekte on kindlasti planeetide, tähtede ja galaktikate vahelised kaugused ja mõõtmed. Pole ka midagi imestada. Isegi elementaarne mõõtühik valgusaasta kõlab oma ligi 9,5 triljoni kilomeetriga jaburalt pika vahemaana. Samuti ei näi meile eriti mõttekana tunduvat, et näiteks meie Päike on Maast 109 korda suurema läbimõõduga või et meie galaktika sisaldab umbes pool triljonit individuaalset tähte.
Et asja pisut lihtsamaks teha tasub need suurused ja vahemaad taandada meile igapäevasest elust tuttavateks mõõtmeteks, jättes aga nende omavahelised mõõtkavad samaks. Kasuks tulevad ka tuttavad asukohad.
Alustame kõigepealt Päikesest, mille tegelik läbimõõt on ümardatult 1 400 000 kilomeetrit ja kahandame ta määrustepärase korvpalli suuruseks (24,26 cm) ning paigutame ta Tõrva vastvalminud keskväljakul kõrguva kellatorni tippu. Kui Päike oleks korvpalli suurune, siis kui suur oleks Maa ja kui kaugel ta sellest asuks? Tuleb välja, et Maad tasub sellises mõõtkavas võrrelda seesamiseemne või mõne pisema riisiteraga (2,2 mm), mis asub Päikesest umbes 25 meetri kaugusel ehk umbes Läti saatkonna ukse juures.
Meie Päikesesüsteemi suurim planeet Jupiter oleks sellisel juhul mureli mõõtu (2,3 cm) ning tiirleks ümber Päikese umbes 130 meetri kaugusel, millele vastab kellatorni ja kesklinna Konsumi ukse vaheline maa.
Päikesesüsteemi kaugeim ametlik planeet Neptuun oleks selles mõõtkavas hernetera suurune (8 mm) ning asuks Päikesest 778 meetri kaugusel ligikaudu Maxima ukse ees.
Siit edasi meie teise lähima tähe Proxima Centauri (Alpha Centauri C) kaugust arvutades on raske mitte märgata äkilist hüpet. Nimelt asuks see Päikesest 4,25 valgusaasta kaugusel olev punane kääbustäht, mida võib võrrelda suuruselt ploomiga (3,7 cm), Tõrvast umbes 7000 kilomeetri kaugusel New Yorgis!*
Tõrva ja New Yorki vahemaa mööda Maa kumerat pinda.
Siinkohal võiks välja arvutada ka kaugeima inimkätega valmistatud objekti kosmosesond Voyager 1 poolt läbitud vahemaa. Kui lähim täht asub New Yorgis, siis Voyager on 40 aasta, 6 kuu ja 26 päevaga jõudnud Tõrvast kõigest pooleteise kilomeetri jagu välja sõita ning asub kusagil Jõgeveste teeotsa kandis (tegelikult ca 21 miljardi kilomeetri kaugusel). Olles ühtlasi kiireim Päikesesüsteemist eemalduv tehislik objekt (17 km/s), kaugeneb ta vastavalt mõõtkavale Tõrva keskväljakust umbes 93 meetri jagu aastas. Kahjuks tähendab see, et esimene valgusaasta täitub sondil alles 20 000 aasta pärast ning lähima täheni (kui see selle poole ka teel oleks) jõuaks see umbes 85 000 aasta pärast.
Suuremaid kaugusi arvutades hakkab ka meie korvpalli-Päikesega mõõtkava meid alt vedama. Näiteks Linnutee galaktika keskpunkt asuks selle järgi Tõrvast sama kaugel kui Veenuse orbiit (vastavalt 26 000 valgusaastat ja 42 miljonit kilomeetrit). Meie lähim hiidgalaktika Andromeeda asuks kusagil Neptuuni orbiidi juures (2,5 miljonit valgusaastat/4,1 triljonit kilomeetrit) ja vaadeldava Universumi "äär" umbes 19 korda kaugemal kui lähim täht (46,5 miljardit valgusaastat/762 triljonit kilomeetrit).
Asi ei lähe ka eriti paremaks kui kahandada Päike mannatera suuruseks (1 mm). Sellisel juhul asuks Linnutee kese meist poolel teel Kuule, Andromeeda kolmandik maast Veenuseni ning Universumi "serv" umbes kolmandiku valgusaasta kaugusel. Tolmukübeme suurune Maa asuks selle mannatera suhtes 10 cm kaugusel, Jupiter 53 cm kaugusel, Neptuun 3,2 meetri kaugusel, Voyager 15 meetri kaugusel ja lähim täht Valga linna piiril.
Kuna inimesed suudavad mugavalt ette kujutada kõigest mõne kilomeetriseid vahemaid, võib sellest kõigest järeldada, et kuigi me võime korvpalli või mannateraga mööda Tõrva linna ringi jalutada ning kujutada ette Päikesesüsteemi mõõtmeid, jäävad tähtede ja galaktikate omavahelised kaugused meile alatiseks hoomamatuks.
* Tõrva ja New Yorki vahemaa (ca 7000 km) kulgeb mööda Maa kumerat pinda.

Kolmapäev, 28. märts 2018

James Webb kosmoseteleskoop

Peale kahtekümmet aastat planeerimist, ehitamist ning ligi üheksa miljardi dollari suuruseks paisunud eelarvet on viimaks valminud ametlik järeltulija legendaarsele Hubble kosmoseteleskoobile - James Webbi kosmoseteleskoop.* NASA plaanib teleskoobi Päikese orbiidile saata millalgi järgmise aasta keskel.
Kui olete näinud mõnd eriti selget fotot kaugetest galaktikatest, nende parvedest või värvilistest udukogudest, siis tõenäoliselt on see klõpsatud Hubble poolt. "Kõigest" 2,4 meetrise peegliga teleskoop on 500 kilomeetri kõrgusel Maa kohal tiireldes vaba atmosfääri segavast mõjust ning kannab seetõttu "maailma võimsaima teleskoobi" tiitlit. Mis sest, et Kanaaridel asuv Gran Telescopio Canarias võib uhkeldada täpselt 8 meetrit suurema peapeegliga.
James Webb ja Hubble kosmoseteleskoopide suuruste võrdlus
James Webbi kosmoseteleskoobi kaheksateistkümne berülliumist valmistatud ja kullaga kaetud kuusnurkese liitpeegli koguläbimõõt on 6,5 meetrit ning teleskoobil on 22meetrine päikesevari. Need lubavad teleskoobil püüda Hubble'ga võrreldes kuni seitse korda rohkem valgust. See tähendab, et Webb näeb sügavamale kosmosesse (ja kaugemale ajas tagasi) kui ükski senine inimkätega valmistatud instrument - hinnanguliselt üle 13 miljardi valgusaasta. Tänu sellele avaneb meile vaatepilt, kus Suurest Paugust on möödunud kõigest mõnisada miljonit aastat ning esimesed galaktikad on/olid just tekkinud/tekkimas.
Erinevalt Maa orbiidil tiirlevast Hubble teleskoobist hakkab Webb tiirutama ümber Päikese. Taevatoru asetatakse Maast 1 500 000 miljoni kilomeetri kaugusele (ca 4x Kuust kaugemal) nii-nimetatud Lagrange'i punkti (L2), kus see saab vaatamata oma suuremale kaugusele Päikesest Maaga üheskoos ümber ematähe tiirelda. Selle asukoha eeliseks on teleskoobi praktiliselt Maa- ja Kuuvaba vaateväli.
Kui kaugele kosmoseteleskoobid universumisse näevad.
Paraku on sellisel lahendusel ka üks suur miinus - Webb'i ei saa erinevalt oma eelkäijast suure kauguse tõttu parandada või näiteks selle tühjenenud jõuallikaid vahetada. Seetõttu on Webbi elueaks planeeritud paberil kõigest viis aastat, mida loodetakse parimal juhul kümneni venitada. Kuid kes teab, jälgides SpaceX'i viimaseid saavutusi ülisuurte rakettide edukal lennutamisel, võib ka Webb'i teenindamine (lähi)tulevikus võimalikuks osutuda.
Igatahes Webbi üleslennutamisest järgmise aasta suvel või lõpus tõotab tulla üks kosmoseajastu närvesöövamaid sündmusi. Ühtlasi võib see aga sisse juhatada ka uue ajastu astronoomias ja kosmoloogias.
James Webb kosmoseteleskoop saab asuma Lagrange'i L2 punktis.
* Kui Hubble kosmoseteleskoop sai nime galaktikate loomuse ja universumi paisumise avastanud USA astronoomi Edwin Hubble järgi, siis James Webb'i kosmoseteleskoop on ristitud NASA teise administraatori James E. Webb'i järgi, kes mängis inimese Kuule lennutanud Apollo missioonide juures asendamatut rolli.

Teisipäev, 13. märts 2018

Hubble ekstreemne süvavõte

Tõenäoliselt üks astronoomiajastu paljutähenduslikumaid ülesvõtteid on niinimetatud Hubble Ultra-Deep Field. Ligi 10 000 seniavastamata galaktikat* sisaldavat pilti säritas 2,5 meetrise peapeegliga Hubble kosmoseteleskoop 2003. aasta septembrist kuni 2004. aasta jaanuarini suhteliselt tähevaesest piirkonnast Orioni tähtkujus. Hiljem täiustati fotot 2009. aastal teleskoobile paigaldatud infrapuna kaamera abil. Pildil nähtavad pisemad ja seega kaugemad galaktikad asuvad üle 13 miljardi valgusaasta kaugusel ja me näeme neid sellistena, nagu nad olid 400 - 800 miljonit aastat pärast Suurt Pauku.
Alljärgnev video näitab kui suurest alast tähistaevas Hubble oma ikoonilise foto "klõpsas".
* galaktika on olenevalt suurusest kümneid miljoneid kuni kümneid triljoneid tähti sisaldav tähesüsteem, millest suuremate tuumasdes asub tavaliselt massiivne must auk. Suurte kauguste tõttu näeme me galaktikates sisalduvaid tähti tolmulaadse kettakujulise helendusena. Galaktikaid on elliptilisi (ümaraid), spiraalseid ja korrapäratuid. Arvukate suuremate galaktikate (nagu näiteks meie kodugalaktika Linnutee ja naabergalaktika Andromeeda) kõrval eksiteerib hulgaliselt pisemaid kääbusgalaktikaid.
Vaadeldavas Universumis arvatakse leiduvat umbes 2 000 000 000 000 (triljonit) galaktikat. Neis tiirlevate tähtede arvu hinnatakse seega 700 sekstillionile (see on seitse, millele järgneb 23 nulli ehk pikalt 700 000 000 000 000 000 000 000). Kui tuua võrdlus millegi maalähedasemaga, siis see arv on kusagil 100 korda suurem kui kõikide liivaterade arv planeedil Maa.
Lisaks on astronoomid nüüdseks veendumusel, et kui mitte kõigi, siis enamike tähtede ümber tiirlevad planeedid või siis millalgi tulevikus planeetideks kondenseeruvad rusupilved.

Esmaspäev, 5. märts 2018

Tõrva Astronoomiaklubile anti üle teleskoop

Täna anti Eesti Teadusagentuuris üle teleskoobid kosmoseteaduse populariseerijatele Viimsi Koolis ja MTÜs Tähetipp Tõrvas. Teleskoobid olid Eesti Teadusagentuuri kingitus, mis sai võimalikuks tänu Briti teadussaadete juhi ja kosmoseteadlase Brian Coxi lahkusele.
Brian Cox modereeris Eesti EL nõukogu eesistumise raames toimunud tippteaduse konverentsi ning otsustas oma töötasust loobuda Eesti kosmoseringide kasuks. „Soovime, et sellest tuleks kasu tulevastele kosmoseteadlastele Eestis,“ sõnas kingitust üle andes Eesti Teadusagentuuri juht Andres Koppel. „Eesti sünnipäev on hea aeg kingituste üle andmiseks, nii valisime selle hetke, et anda enda ja Brian Coxi poolt teadust populariseerivatele koolidele üle teleskoobid ja Brian Coxi raamatud.“

Allikas: https://www.etag.ee/tana-anti-ule-teleskoobid-kosmoseteaduse-populariseerijatele/