R Doradus - teine suurim täht meie taevas

Taevas on vähe tähti peale Päikese, mille puhul suudavad astronoomid isegi maailma parimate teleskoopidega näha midagi enamat kui lihtsalt valguspunkti. Päikesest keskmiselt "vaid" 150 miljoni kilomeetri kaugusel tiireldes on selle nurkläbimõõduks Maa taevas umbes 30 kaareminutit ehk pool kraadi (enam-vähem sama mis Kuul). Sellest visuaalselt suurim järgmine täht on Kuldkala tähtkujus asuv punane hiidtäht R Doradus, mis asub meist 178 valgusaasta kaugusel ehk ümmarguselt 12 miljonit korda kaugemal kui Päike. Ehk siis on see meile võrdlemisi lähedal ning tänu sellele, et R Doradus on Päikest ka umbes 300 korda suurem (selle pind ulatuks Päikesesüsteemis Marsist kaugemale) on selle näivaks läbimõõduks lausa 57 millinurgasekundit. Päikesest paistab see meile 32 tuhat korda väiksem.

Võiks arvata, et kui R Doradus on kõikidest tähtedest (peale Päikese) suurima näiva läbimõõduga on see öötaevas ka kõige heledam. Tegelikult kõigub R Doradus silmaga nähtavuse piiril. Kuna tegemist on niinimetatud muutliku tähega, muutub selle heledus perioodiliselt ning vahel on seda pimedast taevast silmaga näha, vahel peab teleskoobi appi võtma. Selline üllatav madal heledus tuleneb R Doradose suhteliselt madalast pinnatemperatuurist - 2710 kelvinit. Näiteks taeva kõige heledam täht Siirus asub meist vaid 8,7 valgusaasta kaugusel, kuid olles Päikest vaid veidi suurem, on selle nurkläbimõõt taevas kümme korda väiksem kui R Doradosel. Seevastu Siiriuse pinnatemperatuur on ligi 10 000 kraadi kelvinit. Kuna tähe pinnatemperatuuri kasvul tõuseb selle heledus neljandas astmes, paistab kümme korda pisema nurkläbimõõduga Siirus taevast R Doradosest kusagil 100 korda heledamalt.

Tulles tagasi R Doradose juurde suutsid astronoomid eelmise aastal tehtud vaatlusi analüüsides esmakordselt jäädvustada seda kauget hiidtähte piisavalt hea lahutusega, et võimalik oleks näha selle pinna pilbitsemist. Sellise vägitüki saavutamiseks kasutati Põhja-Tšiilis Atacama kõrbes asuvat ALMA* interferomeetrit. Tegemist on 66 raadioteleskoobist koosneva liitteleskoobiga, mis jäädvustab ümbritsevat universumit millimeeter- ja alla-millimeeterlainetes. Teleskoobid asuvad merepinnast 5000 meetri kõrgusel väga kuivas kliimas, et vähendada õhuniiskusest tingitud müra. Kuigi nähtavat valgust see otseselt ei kogu, on saadavaid raadiokujutisi võimalik niiöelda tõlkida fotosid meenutavateks piltideks.

Selline näeb välja R Doradose pulbitsev pind. All vasakul on näha Maa orbiidi suurust. Tegemist on kaugelt kõige selgema kujutisega tähe pinnast (Peale Päikese).

Paarinädalaste vahedega tehtud piltidel R Doradosest on näha kollast (tegelikult raadiolained värve ei kanna) ketast, mis on täis heledamaid laike. Laikude asukohad vahelduvad, otsekui tähe pind keeks - mis ei ole ka väga kaugel tõest. Tegemist on niinimetatud konvenktsioonirakkudega ehk hiiglaslikke pööristega, mis transpordivad tähe kuumast sisimusest pinnale energiat. Jahtunud plasma vajub tagasi tähe pinna alla, et kogu protsess saaks korduda. Kui näiteks meie Päikest vastavate filtiritega vaadelda, näeme, et selle pind on igal ajahetkel kaetud ligi miljardi sellise rakuga. Kui aga Päikesel võib nende suurust võrrelda Poola riigi pindalaga, siis R Doradosel on iga selline rakk 75 korda(!) suurem kui meie Päike. Selliste kergelt öeldes muljetavaldavate mõõtmete põhjuseks on tõenäoliselt punase hiidtähe suurus, sest olles paisunud Päikest 300 korda suuremaks, on selle pinnagravitatsioon vaid 0,026 protsenti sellest, mida tunneme Maal. Sisuliselt on selle tähe puhul tegemist üsna hõreda kuuma gaasipalliga, mis ei taha enam hästi koos püsida.

ALMA ehk Atacama Large Millimeter Array ehk Atacama Suur Millimeetri Observatoorium

R Dorados on tegelikult kõigi eelduste kohaselt ka tõetruu pilguheit Päikest kusagil 5 miljardi aasta pärast ootavasse tulevikku. Nimelt on mõlemad tähed alustanud oma elu enam-vähem sama massiga ning tähtede maailmas määrab tähe praktiliselt kõik tunnused ja eluetappid ära just nende mass. Nagu juhtunud on R Doradosega, paisub ka Päike lõpuks punaseks hiidtäheks, neelates enda sisse Veenuse ja võib olla ka Maa orbiidid. Lõpuks, kui ennast viimase piirini paisutanud täht ei suuda enam ennast koos hoida, hajub selle hõre kest ümbristevasse ruumi ning paarikümneks tuhandeks aastaks moodustab see kauni planetaarudu, mida valgustab seest ülitihe ja -kuum surnud tähetuum ehk valge kääbus.

*ALMA ehk Atacama Large Millimeter Array ehk Atacama Suur Millimeetri Observatoorium

Kauge eksoplaneedi ümber sünnivad kuud

Praeguse seisuga on avastatud üle 4000 eksoplaneedi ehk planeedi, mis tiirlevad ümber teiste tähtede. Nüüd on esmakordselt leitud tõendeid eksoplaneedist, mille ümber moodustub parasjagu kuu või kuud.

Avastus tehti Põhja-Tšiilis asuva ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) raadiointerferomeetri abil, mis kujutab endast 66st 12-meetrise läbimõõduga raadioteleskoobist koosnevat liitteleskoopi, mis uurib universumit millimeeter- ja submillimeeterlainetes. Sellistes lainepikkustes on võimalik moodustuvate tähtede ümber keerlevast tolmust ja gaasist sõna otseses mõttes läbi näha ning saavutada enneolematuid lahutusvõimeid.

Kõnealune avastus tehti vaadeldes meist umbes 400 valgusaasta kaugusel asuvat väga noort tähte PDS 70 ning selle ümber tiirlevat eksoplaneeti PDS 70b. Alloleval fotol asub täht keskel ja planeet heleda täpina sellest kohe paremal. Neid ümbritsevat laia ketast kutsutakse protoplanetaarseks kettaks ning selles tiirleb materjal, millest võib millalgi tulevikus moodustuda veel üks või mitu planeeti. Astronoome huvitab aga eriti PDS 70b ümber näha olev pisem ja hägusem ketas (vaata lähivõtet), millest tulevikus peaks planeedile moodustuma kuni kolm kaaslast. Kui rääkida mõõtmetest, siis planeet ise on kusagil Jupiteri mõõtu, kuid seda ümbritev ketas on sama lai kui vahemaa Maa ja Päikese vahel (150 miljonit kilomeetrit). Selles tiirleb tõenäoliselt tolm, kiviklibu, jää ja gaas, millest vaikselt kleepuvad kokku kuud, mis võivad kümnete või sadade miljonite aastate pärast meenutada Jupiteri suuri kuid.

Taolised avastused lubavad meil mõnes mõttes heita pilk meie enda Päikesesüsteemi minevikku. Kui planeetide moodustumine ammusest Päikest ümbritsenud protoplanetaarsest kettast on suhteliselt hästi mõistetud protsess (ALMA abil näeme sarnaseid noori süsteeme kõikjalt meie ümber), siis kuude moodustumine noorte planeetide ümber vajab veel edasist uurimist ja mõistmist.