Päikesesüsteemi mõõtkavad piltides

Üks pilt pidavat ütlema tuhat sõna. Pole vist paremat valdkonda kui astronoomia, milles see tõdemus paika peab. Tähtede ja planeetide omavaheliste suuruste võrdlused jäävad kirjasõnas tihtipeale segaseks ning suurte numbrite nullideread ajavad silme eest kirjuks. All mõned pildid ja diagrammid, mis loodetavasti seda segadust vähemalt natukene leevendavad.

Saturni hiiglaslike rõngaste sisse (äärest ääreni) mahuks paarkümmend Maad. Kusjuures keskmiselt on need vaid 15 meetrit paksud.

Päikesesüsteemi Kuud, mille mass on piisav vormimaks nad ümmarguseks. Kaks neist (Ganymedes ja Titan) on suuremad kui Merkuur ja seitse on suuremad kui Pluuto ja Eris. Juhul kui nad ei tiirleks ümber teiste planeetide võiks neist mõndagi nimetada planeediks.

Veel üks näide sellest, kuidas Maa ja Kuu vahele mahuksid ära kõik Päikesesüsteemi planeedid. Lisaks on all lahtivenitatud Saturni rõngad.

Natukene keerukam Päikesesüsteemi planeetide ja nende kuude suuruste võrdlus. Nende omavahelised kaugused on tublisti suuremad.

Veel üks Päikesesüsteemi taevakehade suuruste võrdlus. Maa on Kuuga vasakult kolmas.

Eelmiselt pildilt tundus, et Päike on ikka päris suur, aga võrreldes teiste teadaolevalt suurimate tähtedega, on ta pisike tolmukübeke. Siin on meie Päike kõige parempoolsem täpp.

Päikesesüsteemi planeetide suuruste võrldus Päikesega. Et need kõik ühele pildile mahuks, on nende omavahelist kaugust kujutlematul määral vähendatud.

Kui kogu vesi Maa pinnalt kokku koguda ning keraks sundida, oleks see umbes 1400 kilomeetrise diameetriga. Jupiteri kuu Europa jäise kooriku all loksub aga hiiglaslik ookean, mis sisaldab isegi rohkem vett kui kõik Maa ookenid, järved, jõed ja polaarmütsid kokku panduna.

Päike (õlal-vasakul) on pisike kuulike võrreldes UY Scuti nimelise punase superhiidtähega, mis asub meist üle 5000 valgusaasta kaugusel.

Maa ja Päikesesüsteemi suurim planeet Jupiter. Viimase sisse mahuks ühetkokku 1300 Maad ja ruumi jääks veel üle ka.

Päikesesüsteemi kiviste planeetide ja kuude suuruste rida. Nagu näha, siis Maa on neist suurim, millele järgneb meie sõsarplaneet Veenus. Edasi on märgata juba tõsisemat langust. Huvitav on see, et Jupiteri kuu Ganymedes ja Saturni kuu Titan on mõlemad suuremad kui Päikesesüsteemi piseim planeet Merkuur. Meile kõigile tuttav Kuu on omasuguste seas viiendal kohal.

Päikesesüsteemi kuude suurused planeetide järgi. Maa on lisatud võrdluseks.

Päikesesüsteemi planeetide suuruste võrldus Päikesega. Et need kõik ühele pildile mahuks, on nende omavahelist kaugust kujutlematul määral vähendatud.

Paar kuud tagasi pildistatud supermassiivne must auk M87 nimelise galaktika südames on oluliselt suurem kui meie Päikesesüsteemi kaugeima endise planeedi Pluuto orbiit. Voyager 1, mis on kaugeim inimkätega valmistatud objekt, oleks nüüdseks 17km/s kihutades jõudnud 42 aastaga alles selle ääreni.

Paraku on astronoomias ka hulgaliselt vahemaid, mille ulatust on isegi pildis võimatu edasi anda. Näiteks nagu Päikesesüsteemi planeetide omavahelised mõõtkavalised kaugused, mille puhul peaks proportsionaalselt õiglane pilt olema kümneid meetreid lai. Siinkohal tulevad appi videod või interaktiivsed graafikud.

Näiteks siit lingilt leiate keritava Päikesesüsteemi mudeli, mille aluseks on, et Kuu on selles täpselt 1 piksli suurune (kui teda pisemaks teha, muutuks ta nähtamatuks ning mudel kaotaks osa oma otstarbekusest): https://joshworth.com/…/pixelsp…/pixelspace_solarsystem.html

Tähtede ja galaktikate vaheliste kauguste võrdlusega läheks lood veelgi naeruväärsemaks. Siin üks suhteliselt vana, kuid endiselt väga hea simulatsioon just sellel teemal + mikroskoopiline maailm. Iga ruudukujuline kast on eelmisest kümme korda suurem (sissezuumides väiksem):

Siin videos alustatakse Päikesesüsteemi tähtede suuruste võrldlusega ning minnakse edasi galaktikate ja universumite mõõtmeteni:

Kui teema peaks eriti huvi pakkuma, siis eksisteerib üks väga hea ja õpetlik programm/mäng nimega Universe Sandbox 2. Selles saab kasutaja reastada objekte oma suva järgi, ehitada terveid Päikesesüsteeme, tekitada supernoovasid ning loopida ringi planeete ja tähti. Programmi saab alla laadida siit (tasuline): http://universesandbox.com/

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.