 |
| Ensimmäinen vapaa vaeltava planetta on punainen piste tässä Pan-STARRS- kaukoputkella otetussa kuvassa. Kuva N. Metcalfe & Pan-STARRS 1 Science Consortium |
Muutama päivä sitten uutisoitiin näyttävästi avaruudesta
havaitusta planeetasta (PSO J318.5-22), joka ei kierrä minkään tähden
kiertoradalla vaan vaeltaa vapaasti tähtienvälisessä avaruudessa. Löytöä
pidetään merkittävän, sillä aikaisemmin vastaavaa planeetan kokoista kappaletta
ei ole havaittu.
Toistaiseksi tiedämme itse planeetasta hyvin vähän. Se
sijaitsee noin 80 valovuoden etäisyydellä meistä Kaurinn tähdistössä ja on osa
Beeta Pictoris tähden tähtiryhmää. Planeetan iäksi ilmoitettiin 12 miljoonaa
vuotta, joka on myös Beeta Pictoriksen ikä. Mielenkiintoista on, että Beeta
Pictoriksen kiertoradalla on myös löydetty eksoplaneetta, mutta avaruudessa vapaasti
vaeltavan planeetan syntytapa on pikemminkin tähden syntyä muistuttava kuin
tähteä kiertävälle radalle syntyvän planeetan.
Havainto tehtiin Havaijin Maui-saarella sijaitsevalla
Pan-STARRS 1 laajakenttäisellä kaukoputkella. Havainto on varmistettu muillakin
Havajilla olevilla kaukoputkilla kuten NASA Infrared Telescope Facility, Gemini
North Telescope, ja Canada-France-Hawaii Telescope.
Tähtienvälisessä avaruudessa vapaasti vaeltavien
planeettojen löytäminen on tullut mahdolliseksi vasta näinä vuosina, sillä ne
eivät juuri emittoi näkyvää valoa. Kyseinen planeetta on noin kuuden Jupiterin
massainen ja se säteilee suurimmalla intensiteetillään pitkäaaltoisen
infrapunaisen valon aallonpituudella. Tämä tekee planeetan havaitsemisen
erittäin vaikean etenkin maanpinnalla[1] olevista observatorioista. Löytö
ei jää varmastikaan ainoaksi, sillä tähtien kaltaisesta syntytavasta johtuen
niitä pitäisi olla hyvin paljon etenkin nuorissa tähtijoukoissa.
Nykyisen käsityksen mukaan tähdet syntyvät suuremmissa tai
pienemmissä joukoissa avaruudessa olevien pöly- ja kaasupilvien alkaessa
luhistua. Luhistuminen ei ala vain yhdessä paikassa vaan tiivistymisytimiä
syntyy pilvien koosta riippuen hyvin paljon. Tiivistymisytimien keskinäisistä
etäisyyksistä ja määristä riippuen syntyvät tähdet ovat eri massaisia; osa
suurempia ja osa pienempiä.
Suurimassaisten tähtien kehitys on nopeampaa kuin pienien.
Niinpä ne aloittavat energian tuotannon aikaisemmin kuin pienimassaiset
kumppaninsa. Tällä on omat seurauksena koko tähtien syntyalueeseen etenkin, jos
se on hyvin tiivis. Uudet kirkkaat tähdet säteilevät voimakkaasti erityisesti
uv-valon aallonpituuksilla. Valon paine puhaltaa tiivistymisalueen kaasut ja
pölyt kauemmaksi avaruuteen ja pienempien tähtien muodostuminen pysähtyy.
Tähtijoukossa on paljon enemmän pienimassaisia prototähtiä
ja vielä pienempiä ruskeiksi kääpiöiksi jääviä tähtiä kuin kirkkaasti säteileviä
jättiläisiä. Kaikkein pienimmät ovat varmasti vain planeettojen kokoluokkaa
olevia kappaleita. Ei ole vaikea kuvitella, että kun tähtien syntyalueen kaasu
ja pöly poistuvat, jäljelle jäävistä kappaleista kaikkein pienimpiä on suurin osa. Näin ollen tähtienvälisessä avaruudessa vapaasti
vaeltavien eksoplaneettojen määrä pitäisi olla moninkertainen tähtien
lukumäärään nähden.
On ehkä hieman liioiteltua kuvata vapaita vaeltajia oikeasti
”vapaiksi”. Todellisuudessa ne ovat sidoksissa gravitaation vaikutuksesta omaan
tähtijoukkoonsa samalla tavalla kuin kaikki tähdet ovat. Pallomaiset[2]
tähtijoukot ovat hyvin vanhoja ja siitä huolimatta niistä karkaa yksittäisiä
tähtiä suhteellisesti hyvin vähän. Avonaiset tähtijoukot sen sijaan hajoavat
hiljalleen, mutta sekin on hyvin maltillista. Esimerkiksi Seulasten avonainen
joukko on iältään noin 100 miljoona vuotta ja silti se on vielä hyvin
tunnistettavissa yhtenäiseksi tähtijoukoksi. Joukko pysyttelee yhdessä vielä
noin 150 miljoonaa vuotta.
Vapaita vaeltajia pitää etsiä juuri nuorista tähtijoukoista,
koska silloin Jupiterin kokoluokkaa olevien planeettojen säteilemä
infrapunainen valo on voimakkaimmillaan. Kappaleiden ikääntyessä niiden
luhistuminen ja lämpöenergian vapautuminen hidastuu ja havaitseminen vaikeutuu.
Ei tarvitse olla kummoinenkaan ennustaja kun osaa ennakoida lähitulevaisuudessa
löytyneiden vapaiden vaeltajien määrän huiman kasvun.
Huomautus
[1] Infrapunainen säteily imeytyy sitä tehokkaammin
ilmakehän vesihöyryyn mitä pitemmästä aallonpituudesta on kysymys. Tästä syystä
maanpinnalla olevilla observatorioilla voidaan havaita vain lähi-infrapunaisen
aallonpituuksia ja vain korkealle vuoristoihin sijoitetuista observatorioista. Infrapunahavaintoihin perustuva tähtitiede on tullut
mahdolliseksi vasta nykyaikana.
Tämän vuosikymmenen loppupuolella avaruuteen
laukaistava James Webb avaruusteleskooppi (JWST) tekee havaintoja pelkästään infrapunaisilla
aallonpituuksilla, joista kaukoinfran aallonpituudet alkavat olla jo hyvin lähellä mikroaaltojen aallonpituutta.
[2] Vanhat pallomaiset tähtijoukot sijaitsevat suurimmaksi
osaksi Linnunradan halossa, kun taas tähtiensyntymisalueet (ja uudet
tähtijoukot) sijaitsevat Linnunradan spiraalihaaroissa, joissa tähtitiheys on
suurin. Tunnetuin ja samalla meitä lähin oleva tähtiensyntymisalue on Orionin
suuri kaasusumu, joka sijaitsee noin 1500 valovuoden etäisyydellä. Sumusta on löydetty
tähtien ympäriltä protoplanetaarisia kiekkoja, joista syntyy planeettoja. Nuorimmat
tähdet tällä alueella arvioidaan olevan vain noin 300 000 vuotta vanhoja.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti