Avastati uus Einsteini rist

Tšiilis Paranali observatooriumis asuva Väga Suure Teleskoobiga (Very Large Telescope - VLT) tehtud vaatluste käigus on avastatud taas üks isend vaadeldava universumi ühest haruldasemast objektist nimega Einsteini rist. Tehniliselt ei ole küll tegemist objektiga, kuivõrd kauge galaktika ja veelgi kaugema kvasari juhusliku joondusega meie vaatenurgast.

Einsteini rist on nime saanud otseloomulikult kuulsa Albert Einsteini järgi, kelle revolutsiooniline relatiivsusteooria ennustas paljude univerumis kohatavate nähtuste ja seaduste seas ka gravitatsiooniläätsede olemasolu. Teooria (mis on nüüdseks tõestusi leidnud rohkem kui siin ruumi mainida), näeb gravitatsiooni kui mitte klassikalist jõudu, vaid pigem massiga keha poolt tekitavat aeg-ruumi kõverust, mida nii mateeria kui ka elektromagnetväljad (sh valgus) järgima peavad. Nagu füüsik John Wheeler on öelnud: "aegruum ütleb massile kuidas liikuda, mass ütleb aegruumile kuidas kõverduda." Kokkuvõtlikult suudavab siis massiga kehad kõverdada ka valguse muidu sirgjoonelist liikumist ning tekitada seeläbi gravitatsioonilisi läätsi, mis murravad, jaotavad, suurendavad ja koondavad meie vaatepunktist nende taga asuvaid objekte.

Vastavastatud DESI-253.2534+26.8843

Vastavastatud DESI-253.2534+26.8843

UZC J224030.2+032131

HE0435-1223

Antud Einsteini risti, nagu ka teiste sellesarnaste, puhul on läätse tekitavaks massiivseks kehaks või õigemini miljardite pisemate kehade (tähed+nendevaheline gaas) kogumiks üks kauge galaktika. See paistab risti keskel. Neli punakat laiku selle ümber on sellest veelgi kaugemal asuva üheainsa kvasari neli erinevat kujutist. Kujutiste arv ja diskreetsus on tingitud läätse tekitava galaktika ja seega selle massi geomeetriast. Ehk siis galaktika kuju määrab ära selle, kuidas see kaugemal asuvalt objektilt lähtuvat valgust mõjutab ja meie jaoks jaotab. Väga tähtsad on ka kaugus ja joondus. Juhul kui kauge kvasar (või teine galaktika) on meie vaatenurgast läätsena toimiva galaktika keskpunktist veidi nihkes, võib selle valgus "venida" peaaegu täielikult rõngana ümber galaktika. Selliseid samuti väga haruldasi* objekte kutsutakse mitte eriti üllatuslikult Einsteini rõngasteks.

Kvasarite näol on tegemist varajases universumis (mida kaugemale, seda varasemat universumi me näeme) asuvate noorte galaktikate keskel ohtralt täheainet neelavate supermassiivsete mustade aukudega, mis kiirgavad sellelt tulenevalt võimast kiirgust. Kui kvasarid esmakordselt 1950. aastatel avastati, peeti neid tähelaadseteks (kvasi-stellaarseteks) objektideks. Sellest ka nende nimi. Tegelikkuses on miljardite valgusaastate kaugusel asuvad kvasarid ühed universumi energeetilisemad objektid, millega võrreldes tähed on otsekui küünlaleegid tuumapommi kõrval. Nagu meie tänapäevasem kosmiline lähiümbrus näitab, on galaktikate südames asuvad mustad augud nüüdseks "maha rahunenud" ning kvasarite ajastu sisuliselt möödunud.

Joonis Einsteini risti tekkimisest.

Einsteini rõngas LRG 3-757

Veel Einsteini rõngaid.

Värske Einsteini rist kannab suupärast tähist DESI-253.2534+26.884 (numbrid on taevakoordinaadid) ning mudelid näitavad, et selle suurendusfaktor nähtavate kvasari kujutiste puhul on 10,47. Loodusliku teleskoobi kohta pole paha.

All vastavastutud rist ning paar näidet eelnevalt avastatud sarnastest objektidest.

*kuna Einsteini ristide või rõngaste nähtavuse määrab suurel määral ära läätse ja selle taga asuva objekti joondus ja kaugus vaatlejast, ei ole taolised nähtused tehniliselt mitte üldse haruldased. Kui meil oleks loodusseadusi eirav võime universumis vabalt valitud kiirusel ringi liikuda, siis võiksime me üht ja sama galaktikat oma vaatenurga suhtes luubina kasutades ja suunates näha praktiliselt sama palju rõngaid ja riste kui palju on universumis kaugeid kvasareid ja galaktikaid. Ka Linnutee paistab kindlasti mõnest kaugest galaktikanurgast vaadates moodustavat Einsteini riste ja rõngaid.

Herbig-Haro objekt Purjete tähtkujus

James Webbi kosmoseteleskoobi foto 1140 valgusaasta kaugusel lõunapoolkera Purjete (Vela) tähtkujus asuvast objektist või õigemini objektide paarist, mida tuntakse ühiselt tähisega HH 46/47. HH on lühend terminist Herbig-Haro, mis tuleneb omakorda taolisi objekte esimestena umbes samal ajal uurinud astronoomide George Herbigi (USA) ja Guillermo Haro (Mehhiko) perekonnanimedest.

Tegemist on kosmises mõttes verinoorte prototähtedega, mis viskavad ümbritsevat gaasi ja tolmu liialt kiirel kogudes oma poolustelt välja suurel kiirusel liikuvaid kitsaid jugasid ioniseeritud gaasi - gaasi, mis on nii kuum, et selle aatomid on kaotanud oma elektronid ning muutunud elektriliselt laetuks (tavaoludes on aatomis võrdne arv positiivselt laetud prootoneid ja negatiivselt laetud elektrone). Liikudes sadu kilomeetreid sekundis põrkub gaas moodustuvaid tähesüsteeme ümbritseva gaasi ja tolmuga, tekitades oma teel iseloomulikke poolkaarjaid lööklaineid. Kuigi jugade tekke täpne mehhanism ei ole veel päris selge, on tegemist tähe eluiga silmas pidades lühiajalise nähtusega, mis kestab vaid mõned kümned või sajad tuhanded aastad.

Nagu ikka, tasub pilk peale heita foto täislahutuses (14559x8481px) versioonile, mille leiab siit: https://stsci-opo.org/STScI-01H5309J2AAYSABKVQ89R7V44T.png

Peale seda, kui äsjatekkinud täht on oma vahetu ümbruse tolmust ja gaasist materjalist puhastanud, lakkavad ka joad ning täht saab asuda nautima oma miljardeid aastaid kestvat suhteliselt rahulikku eluperioodi, mida nimetatakse tähtede peajadaks. Sellest tulenevalt peaks olema ka arusaadav, et miks Herbig-Haro objektid on meiesuguste universumi vaatlejate suhteliselt haruldased - selline vaatemänguline faas kestab tähtede eluiga arvesse võttes vaid hetke.

Antud objektide paar on tõenäoliselt vaid mõni tuhat aastat vana ning valmis tähed saavad neist alles miljonite aastate pärast. Seni kestvad pursked, millest vanemad on fotol punased ning hiljutisemad sinised niitjad moodustised objektide vahetus läheduses, määravad muuhulgas ära kui massiivseks on tähed võimelised kasvama. Pool-läbipaistev sinakas ala objekti ümber on udukogu, millest prototähed oma gravitatsioonilist kokkulangemist alustasid.

Foto taustal paistavad punakalt kauged galaktikad ja sinakalt tähed Linnutees, mis kannavad James Webbi teleskoobi ehituslikest iseärasustest tulenevalt 8-harulisi diffraktsiooniriste. Foto alumises ääres võib märgata üht kauget, tõenäoliselt omavahel põrkuvat või lähedalt mööduvat galaktikapaari, mis paistab meile kangesti otsekui kosmiline küsimärk. Vaadeldava universumis sisalduvate galaktikate sadadesse miljarditesse või isegi triljonitesse küündivat arvu meeles pidades poleks midagi imestada, kui siin-seal näeme me varem või hiljem ära kõikide kirjakeelte tähestikke ja kirjavahemärke meenutavad moodustised.

Tähed, mis lahkuvad Linnuteest

Analüüsides 2013. aastast tähtede asukohti ja suhtelisi kiirusi mõõdistanud Gaia satelliidi värskeid andmeid on astronoomid Linnuteest leidnud kuus uut sellist tähte, mis kihutavad selles niivõrd suure kiirusega, et need varem või hiljem galaktikavahelisse ruumi jõuavad. Neist kaks kõige rekordilisemalt kiiremat tähte kannavad tähiseid J0927 ja J1235 ning liiguvad Linnutees vastavalt 2285 ja 1694 kilomeetrit sekundis. Maale teeks näiteks J0927 ühes tunnis peale peaaegu 700 tiiru.

Hubble kosmoseteleskoobi foto 2017. aastal Kassiopeia tähtkujust 6500 valgusaasta kauguselt avastatud pulsarist tähisega PSR J0002+6216, mis kannab tänaseks hüüdnime Kahurikuuli pulsar. Sellise nime on see Maa suunas perioodiliselt elektromagnetlaineid kiirgav neutrontäht ehk pulsar saanud põhjusel, et tegemist on ühe kiiremini liikuva tähejäänukiga. Kihutades kosmilise kahurikuulina 1127 kilomeetrit sekundis eemale oma kunagisest sünnipaigast supernoova käigus, on see enda taha tekitanud ergastatud gaasist koosneva saba. Ka Kahurikuuli kiirus on piisav, et lõpuks lahkub see meie kodugalaktikast täielikult ning jääb rändama galaktikatevahelisse ruumi.

Selliste tähtede päritolu arvatakse olevat seotud niinimetatud tüüp Ia supernoovadega. Sellised täheplahvatused toimuvad kaksiktähesüsteemides, kus üks tähtedest on oma elu lõpus muutunud valgeks kääbuseks kutsutud üli-tihedaks ja kuumaks tähejäänukiks. Kui kahe tähe vaheline vahemaa on piisavalt väike, hakkab valge kääbuse pinnale teise tähe atmosfäärist voolama materjali (vesinikku). Kui valge kääbus saavutab sellise kannibalismi käigus massi 1,4 Päikest (Chandrasekhari limiit), plahvatab see supernoovana ning teatud tingimustel heidetakse teine täht selle käigus süsteemist suurel kiirusel välja.

Antud ülikiirete tähtede tähtede puhul võib ülal kirjeldatud mehhanism supernoovaks olla aga veidi teistsugune. Nimelt arvatakse, et teatud osa tüüp Ia supernoovadest tekivad kaksiksüsteemis, kus mõlemad tähed on jõudnud valge kääbuse faasi. Sellisel juhul ei voola neist ühe pinnale mitte vesinik, vaid peamiselt heelium. Kui üks valge kääbus saavutab supernoovaks vajaliku massi ning plahvatab, plahvatab lisaks tähele ka selle ümber olev heeliumkest. Taoline topeltdetonatsioon (D6) võib olla põhjuseks, miks vastselt avastatud tähed on omandanud nõnda suure kiiruse. Teooriat toetab lisaks fakt, et antud kihutavate tähtede spektreid uurides on avastatud, et need koosnevad peamiselt süsinikust ja hapnikust - ehk tegemist on valgete kääbustega.

Kui mingi arvestatav osa tüüp Ia supernoovadest on tõepoolest taolist alatüüpi, tähendab see, et Linnutee on oma elu jooksul galaktikatevahelisse ruumi heitnud üle 10 miljoni suurel kiirusel liikuva valge kääbuse. Vähe sellest. Ka teised galaktikad on teinud sama. See tähendab, et muuhulgas Linnutee ja ka meie Päikesesüsteemi lähiümbrus võib olla täidetud ammuste ja nüüdseks juba praktiliselt nähtamatuks jahtunud Linnutee-väliste valgete kääbustega, mis meist ülisuurtel kiirustel risti-rästi mööda kihutavad.

Chandrayaan-3 startis Kuule maanduma

Autor: Üllar Kivila

Möödunud reedel, 14. juulil kell 12.05 Eesti aja järgi startis Satish Dhawani kosmodroomilt India kolmas Kuu-missioon Chandrayaan-3. Praegu asub kosmoseaparaat elliptilisel orbiidil Maa kohal ning tegeleb oma orbiidi kõrguse järk-järgult tõstmisega, et umbes 3 nädala pärast Kuu orbiidile jõuda. Maandumine Kuul peaks plaanide kohaselt toimuma 23. augustil Eesti aja järgi kell 15.17.

Chandrayaan-3 enne raketile laadimist. Maandur ja kulgur (pole siin fotol nähtav) on monteeritud silindrilise kujuga kosmoselaeva otsa, mis toimetab need Kuu orbiidile.

Chandrayaan-3 start India LVM3 kanderaketi pardal.

Sisuliselt on tegu 4 aastat tagasi toimunud Chandrayaan-2 missiooni korduskatsega. Toonane missioon oli poolenisti edukas – Kuu ümber orbiidile lähetatud sond töötab edukalt tänaseni, kuid maandumiskatse ebaõnnestus. Seekordne missioon uut Kuu ümber tiirutavat sondi ei sisalda, vaid koosneb ainult maandurist ning sellega kaasas olevast kulgurist.

Lähivaade planeeritud maandumiskohale, tähistatud ruut on 3 × 3 km suurune ning kujutab enam-vähem maandumise eeldatavat täpsust. Kuu lõunapoolus on siin pildi ülaservas napilt horisondi taga.

Pilt on tehtud põneva veebipõhise Kuu-atlase abil, kus saab interaktiivselt vaadata erinevaid Kuu kohta koostatud andmeid ning mõõta-joonistada kõike endale huvipakkuvat:
https://quickmap.lroc.asu.edu/layers?proj=22

Planeeritav maandumispaik asub Kuu lõunapoolkera Maa-poolsel küljel umbes 70. laiuskraadil ning 30° Kuu telgmeridiaanist idas. Chandrayaan-3 maandub kohalike olude mõistes varahommikul, mis võimaldab päikesetoitel maanduril ja kulguril töötada kogu Kuu kaks nädalat kestva päeva jooksul. Ei ole võimatu, et vähemalt mingid pardasüsteemid võivad järgneva sama pika öö üle elada ning ka edasistel päevadel teadustööga jätkata, kuid see pole missiooni nõutavate eesmärkide hulgas.

Maanduri Vikram ja kulguri Pragyan pardal on mitmeid teadusinstrumente Kuu pinnase keemilise koostise ja soojuslike omaduste mõõtmiseks, seismilise aktiivsuse tuvastamiseks ning päikesetuule mõõdistamiseks. Nende seadmete tööaeg on arvatavasti piiratud umbes kahe nädalaga – nii maandur kui ka kulgur ei ela tõenäoliselt pikka ja külma Kuu ööd üle. Pikemalt võiks kesta aga maandurile paigaldatud helkur, milletaoliseid on Kuul varasemast juba viis – kolm tükki toimetati sinna USA Apollo-missioonide käigus ning kaks NSVL Lunohodi-kulguritega. Nende helkurite peale suunatakse Maalt tugev laserkiir ning tagasipeegeldust jälgitakse suurte teleskoopidega. Teades valguse kiirust, võimaldab see mõõta väga täpselt Kuu ja Maa vahelist kaugust.

Kui seekordne missioon edukaks osutub, saab Indiast neljas riik, kes on täielikult omavalmistatud tehnika (nii kanderaketid kui kosmosesondid) abil suutnud kontrollitult Kuule maanduda. Jääme ootama edasisi uudiseid augustis.

James Webbi kosmoseteleskoop sai aastaseks

Eile möödus esimene aasta sellest kui James Webbi kosmoseteleskoop Maast umbes 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel oma tööd alustas. Selle aasta jooksul on ligi veerand sajandit planeeritud ja ehitatud ning ühtekokku ligi 10 miljardit dollarit maksma läinud instrument meile näidanud universumi kõige kaugemaid ehk varasemaid galaktikaid, määranud kaugete tähtede ümber tiirlevate eksoplaneetide atmosfääride koostist ning jäädvustanud enneolematuid vaateid udukogudest, galaktikatest, tähtedest ja meie enda Päikesesüsteemi hiidplaneetidest. Nii nagu nüüdseks juba 33 aastat vana Hubble kosmoseteleskoobi puhul pööratakse ka Webbi sünnipäevadel kosmoseteleskoop mõne eriti kauni objekti või piirkonna poole. Taoliste "ilupiltide" teadusliku väärtuse üle võib vaielda, kuid ka astronoomid ja insenerid on lõpuks inimesed, kes soovivad läbi oma kätetöö näha universumi hingematvat ja praktiliselt lõputut ilu.

Fotol on näha Webbi lähi-infrapunakiirguses tehtud jäädvustust Maokandja tähtkujus asuvast Roo Ophiuchi pilvekompleksist, mis oma 460 valgusaastase (mõningatel andmetel 390 va) kaugusega on meile lähim tähetekkepiirkond, kus gravitatsioon pressib tolmust ja gaasist kokku uusi tähti ja nende ümber nüüd või tulevikus tiirlevaid planeete. Fotol on näha umbes poolt sadat noort tähte, mille mass on võrreldav meie Päikesega. Tumedamate alad varjavad meie pilgu eest prototähti ehk tähti, mille sisemuses ei ole veel temperatuur ja rõhk saavutanud sellist taset, et käivituda saaks aatomituumade ühinemine ehk termotuumasüntees. Punased alad on hiiglaslikud, valgusaastaid pikad molekulaarse vesiniku joad, mida äsja süttinud tähed oma poolustelt välja purskavad, olgugi ka nende sära on meie pilgu eest tolmu ja gaasi poolt varjatud. Mõned neist näitavad aga märke protoplanetaarsetest ketastest, kus parasjagu kondenseeruvad kokku planeedid. Gaasipilve keskel näha olev väga hele täht (S1), mille mass on meie Päikesega võrreldes oluliselt suurem, on neist kõige küpsem. Selle võimas kiirgus on suutnud endast ümbritseva gaasi ja tolmu eemala puhuda, olles uuristanud pilve sisse suure tühimiku, mille servi see oma valgusega valgustab.

Soovitame fotot tungivalt uurida täislahutuses (135Mb foto laadimine vajab kannatust): https://stsci-opo.org/STScI-01H44AVB69N1P8RAEJ12NW2RB2.png

Inglisekeelset videot fotol nähtavatest objektidest saab näha kommentaarides või siit: https://webbtelescope.org/.../128/01H4YM4EH20F6ZX6M7EWDE9RSN

James Webbi kosmoseteleskoobi võimekus on siiani ületanud kõik ootused ning ainuüksi selle poolt viimase aasta jooksul tehtud vaatlused pakuvad astronoomidele tööd veel aastateks. Näiteks selle poolt pildistatud kõige kaugemad galaktikad on üllatavalt heledad ja arvukad, andes mõista, et senised teooriad galaktikate tekkest varajases universumis vajavad veel tööd. Võib olla isegi meie arusaamad universumi tekkest ja vanusest võivad tänu Webbile juba varsti muutuda.

Webbi järgmise aasta vaatlusprogrammid on juba paigas ja vastava komisjoni poolt kinnitatud. Need keskenduvad peamiselt galaktikate tekkele, tähtede koostisele ning mustade aukude ja universumi kõige suuremate struktuuride uurimisele. Olgugi teleskoop on ehitatud ja juhitud NASA, Euroopa ja Kanada kosmoseagentuuride poolt, saavad teleskoopi piisavalt hea põhjenduse korral kasutada kõik ülikoolid ja teadusasutused üle kogu maailma. Webbi poolt kogutud andmed on kõigile vabalt kättesaadavad.

Palju õnne sünnipäevaks!

Astronoomiaklubi astrofoto: Päike ja plekid sellel

Tänased fotod Päikesel asuvast suurest päikeseplekist tähisega 3363, mille sisse mahuks kusagil neli planeet Maad. Terava silmanägemisega inimesed võivad seda näiteks läbi keevitusmaski vaadates isegi silmaga näha.

Võltsvärvides foto koosneb kusagil sajast parimast kaadrist, teleskoop Bresser Messier NT-203, kaamera ZWO ASI071MC pro, monteering EQ6R-PRO, päikesefilter Baader ASBF. Fotode liitmiseks ja timmimiseks kasutasime programme PIPP, Autostakkert, Registax ja Photoshop.

Võltsvärvides foto koosneb kusagil 60 parimast kaadrist, teleskoop Bresser Messier NT-203 + 2x barlow, kaamera ZWO ASI071MC pro, monteering EQ6R-PRO, päikesefilter Baader ASBF. Fotode liitmiseks ja timmimiseks kasutasime programme PIPP, Autostakkert, Registax ja Photoshop.

Lühidalt on plekkide näol tegemist Päikese pinnal ja selle lähistel asuvate piirkondadega, kus Päikese sisemuses "sõlme" keeratud magnetväljad on rikkunud tavapärase plasma tsirkulatsiooni, mis tähe südamest energiat selle pinnale transpordib. Tulemuseks on ümbritsevast 5500 kraadisest pulbitsevast plasmamerest kusagil 2000 kraadi madalama temperatuuriga piirkondadega, mis seetõttu kiirgavad oluliselt vähem valgust. Sellegipoolest, kui me saaksime kuidagi päikeseplekid tähe pinnalt välja lõigata, siis hõõguksid need pimeda taeva taustal heledamalt kui valgustatud Kuu pind.

Päikese aktiivsuse tõus tähendab, et taolised plekid muutuvad Päikese pinnal üha arvukamaks ja kogukamaks, kuni umbes 2025.-2026. aasta kandis saavutavad neid põhjustavad protsessid oma tipu ning millest edasi hakkavad plekid jääma üha harvemaks ja pisemaks.

NB! Fotod on tehtud teleskoobiga, mille ees on vastav päikesefilter. Kaitsmata optikaga Päikese vaatamine lõppeb vaatleja jaoks peaaegu kindlasti pöördumatu nägemiskahjustusega.

Hiidplaneedid Webbi teleskoobis

Päikesesüsteemi hiidplaneedid pildistatud James Webbi kosmoseteleskoobi poolt. Ülevalt vasakult ja kauguse järjekorras - Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun. Kuna Webb jäädvustab universumit peamiselt infrapunakiirguses, näivad planeedid välja veidi teistsugused kui näiteks hobiteleskoopides või kosmosesondide fotodel, mis on tehtud nähtavas valguses. Planeedid ei ole omavahel õigetes mõõtkavades.

Maa asub afeelis

Eile, 6. juulil purunes teist korda samal nädalal mõõtmisajaloo kõrgeim registreeritud Maa keskmine temperatuur (+17,18C). Iroonilisel kombel asus samal päeval Maa Päikesest aasta kõige kaugemas punktis.

Meie planeedi teekond ehk orbiit ümber Päikese ei ole täiuslik ring, vaid see on pisut lopergune, tuues Maa oma kodutähele pool aastat keskmisest lähemale ja pool aastat keskmisest kaugemale. Sama kehtib praktiliselt iga orbiidil asuva taevakeha kohta Päikesesüsteemis ja sellest väljaspool, kuna matemaatilist täiuslikkust kohtab looduses harva. Kui Maa asub oma orbiidil Päikesele kõige lähemas punktis, nimetatakse seda periheeliks, kaugemas afeeliks.

Apsiidide (afeel, periheel) asetus Maa pööripäevade suhtes.

Eilne afeel ehk eestipäraselt päikesekaug tähendas, et Maa asus Päikesest (täpsemalt Maa keskpunkt Päikese keskpunktist) 152 093 250 kilomeetri kaugusel. Seda on peaaegu viis miljonit kilomeetrit enam kui 4. jaanuaril, mil Maa asus periheelis ehk Päikesele lähimas punktis. Protsentuaalselt on vahe 3,29% ning kui rääkida Maale langeva päikesekiirguse hulgast, siis eile sai Maa Päikeselt kusagil 7% vähem soojuskiirgust kui pool aastat tagasi.* Oleks meie planeet tühipaljas vaakumis tiirutav kivipall, võiksime me taolist soojushulga muutust isegi omal nahal tunnetada. Õnneks omab Maa atmosfääri, kus toimuvad erinevad protsessid (peamiselt kasvuhooneefekt, CO2-e, metaani, veeauru ja osooni osalusel) lubab atmosfääril soojust koguda isegi olukorras, kus sisend langeb. Natukene kasvuhooneefekti on vaieldamatult hea, kuid selle tasakaal õrn ja inimese käsi selle nihutamisel üha võimsam.

Väga lihtsustatud joonis kasvuhooneefekti mehhanismist Maa atmosfääri soojendamisel. Ilma kasvuhooneefektita oleks Maa keskmiseks temperatuuriks -18 kraadi. Eile mõõdeti selleks +17,18 kraadi. Võrdluseks - 20. sajandi keskmine temperatuur oli +13,9 kraadi.

Vastavalt saksa astronoomi Johannes Kepleri planeetide liikumist kirjeldavatele seadustele peab Maa Päikesele kaugemal asudes liikuma aeglasemalt kui sellele lähemal asudes (Kepleri teine seadus). Tõepoolest, Maa liigub praegu oma orbiidil kiirusega 29,3 kilomeetrit sekundis, mis on ligi 1 kilomeeter sekundis aeglasemalt kui pool aastat tagasi. See omakorda tähendab, et põhjapoolkera suvi on keskmiselt viis päeva pikem kui talv. Lõunapoolkeral on asi vastupidine.

Päikesest kaugemal asumine teeb ta meie taevas ka natukene väiksemaks. Kuigi see muutus on niisama silmaga nägemiseks liialt väike, saab seda näiteks kaamera abil hõlpsasti tõestada. Tehke näiteks ühe ja sama kaamera, objektiivi (teleskoobi) ja suurendusega Päikesest foto täna ja jaanuaris ning võrrelge hiljem päikeseketaste suhtelisi suurusi. Erinevus peaks olema märgatav.

Päikese nurkläbimõõdu muutus periheelis (vasakul) ja afeelis (paremal). Fotode allikas: Wikimedia commons, autor: Afdumitriu

*7% vahe peab paika eeldusel, et Päikese enda kiirgushulk vahepeal ei muutu. Kuna aga Päikese 11-aastane aktiivsusmaksimum on lähenemas (2025-2026), on see protsent võrreldes poole aasta taguse ajaga natukene madalam. Kui võrrelda Päikese aktiivsusmaksimume pikema aja vältel, siis näib, et ka saabuv maksimum saab olema keskmisest madalam - nii nagu see on olnud juba viimasel paari tsükli jooksul. Teisisõnu, meie Päike on olnud viimastel kümnenditel veidi rahulikum ja jahedam, kui näiteks pool sajandit tagasi.

Jaanipäeva aegu pööras James Webbi teleskoop oma lähi-ifrapunakiirgust jäädvustava NIRCam kaamera Päikesesüsteemi tõenäoliselt kõige kaunima ja tuntuma (peale Maa) planeedi Saturni suunas. Kuna selle rõngastatud gaasihiiu atmosfäär koosneb vesiniku ja heeliumi kõrval ka tugevalt soojuskiirgust neelavast metaanist*, paistab planeedi "pind" Webbi fotol harjumatult tume. Samas Saturni hiiglaslikud jäised rõngad säravad infrapunas võrdlemisi heledalt. Samuti on fotole selgelt jäänud Saturni kolm kuud - Dione, Enceladus, Tethys. Kokku on Saturnil tänase seisuga avastatud 124 kuud, millest küll valdavat enamust võiks iseloomustada kui mõne kilomeetrise läbimõõduga asteroide.

*metaani omadus neelata infrapuna ehk soojuskiirgust teeb sellest võimsa kasvuhoonegaasi, kuna näiteks Maa puhul kipub see (lisaks süsihappegaasile) planeedi pinnalt peegelduva soojuskiirguse enne tagasi kosmosesse hajumist kinni püüdma, soojendades seeläbi atmosfääri.

Euclid hakkab kaardistama universumi

Autor: Üllar Kivila

1. juulil Eesti aja järgi kell 18.12 startis USAst Canaverali neemelt SpaceX Falcon 9 kanderaketi pardal Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) kosmoseteleskoop Euclid*, mille ülesandeks on järgmise kuue aasta jooksul koostada kuni miljardist galaktikast koosnev kolmemõõtmeline kaart meile nähtavast Universumist. Mõnes mõttes on tegemist ühe teise ESA missiooni, Gaia, vennaga, mis kaardistab meie kodugalaktika tähtede asemel hoopis Universumi kõige kaugeimad objekte. Kuni 10 miljardi valgusaasta kaugusel olevate galaktikate uurimine on omajagu keerulisem ülesanne kui Linnutee tähtede kaardistamine ainuüksi seetõttu, et esiplaanil asuvatest tähtedest tuleb mööda vaadata ning galaktikad on palju mitmekesisema välimusega kui enamasti punktallikatena paistvad tähed.

Euclidi viimased ettevalmistused. Pildil on näha teleskoop koos selle kohal asuva päikesevarjukiga.

Viimane pilk Euclidile. 40 minutit pärast starti eraldus teleskoop kanderaketi ülemisest astmest ning asus teele Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti poole.

Põhiosa Euclidist moodustab 1,2 m läbimõõduga laia vaateväljaga teleskoop, mis võimaldab korraga vaadelda umbes poole ruutkraadi suurust ala taevast. Selle teleskoobi valgus suunatakse kahte instrumenti: nähtava valguse kaamera ning lähi-infrapuna spektro- ja fotomeeter. Esimene neist on oma 609 megapiksliga üks suurimaid praegu kosmoseteleskoopide pardal kasutuses olevaid kaameraid ning selle fotosid kasutatakse uuritavate galaktikate kuju ja struktuuri kaardistamiseks. Lähi-infrapuna instrument on umbes 3 korda väiksema lahutusvõimega, kuid sisaldab see-eest kolme erinevat infrapuna-värvikanalit, mille andmete põhjal mõõdetakse valguse punanihe, mis võimaldab hinnata galaktika kaugust.

Euclidi kuueaastase põhimissiooni käigus kaardistatakse ligi kolmandik kogu nähtavast taevast. Kaardistamata jääb ala, kus kaugeid galaktikaid varjab meie oma Linnutee ning meie Päikesesüsteemi planeetide tiirlemistasand.

Euclid asub kosmost vaatlema orbiidil Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti ümber, kus teda on seltsiks ootamas James Webbi ning Gaia kosmoseteleskoobid.

Galaktikate ruumijaotuse kaardistamine punanihke põhjal võiks olla Eesti astronoomiahuvilistele tuttav teema. Esmakordselt tegeles sellega palju vähemate andmete põhjal ning palju rohkema käsitöö abiga Tartu Observatooriumis Jaan Einasto juhitud töörühm. Just nemad nägid 1970ndatel esmakordselt Universumi „kärjestruktuuri“ – galaktikate koondumist parvedesse ning parvi ühendavatesse ahelatesse, nn filamentidesse. Tänapäeval teame, et see struktuur on moodustunud algselt ühtlasema jaotusega aine järk-järgulise gravitatsioonilise kokkukoondumise tulemusel, kuid selle protsessi üksikasjades on veel palju vastuseta küsimusi, millele Euclidi abiga loodetavasti vastuseid leiame. Põhiosa neist küsimustest on seotud tumeaine ja tumeda energiaga – kaks segadusseajavalt sarnast nimetust kahele üpris erinevale nähtusele. Esimene neist vastab küsimusele, miks paistavad galaktikad ja galaktikaparved olevat palju massiivsemad kui neis paistva nähtava aine koguse järgi olema peaks. Ilma tumeaine mõjuta poleks Universumi struktuur tänaseks jõudnud selliseks kujuneda, nagu me vaatlustega näeme. Tumeenergia on seevastu seniteadmata olemusega nähtus, mis põhjustab Universumi kiirenevat paisumist. Loodetavasti saame suure osa oma vaadeldava Universumi kaardistamisega nende nähtuste osas veidi suuremat selgust. Selliste suurte vaatlusprogrammide osas võib olulisemaid tulemusi oodata tõenäoliselt selle aastakümne lõpu poole.

* Euclid on inglise keelne versioon tuntud hellenistliku matemaatiku Eukleidese nimest. Eukleidest nimetatakse geomeetria isaks, tema u 300 eKr kirjutatud teos „Elemendid“ oli ülikoolides õpikuna kasutusel kuni 19. sajandini. Ka kõik tänapäeva kooliõpilased õpivad kuni keskkooli lõpuni Eukleidese geomeetriat, kuigi tema nime sealjuures sageli ei nimetata. Euclid uurib Universumi aine- ja energiajaotust, mis omakorda mõjutab kogu Universumi geomeetriat.