Tähdet heijastavat valoa

Oletko tullut koskaan ajatelleeksi, että valon emittoimisen lisäksi tähdet heijastavat valoa? Et niin, enkä minkään ole koskaan sitä ajatellut. Näin kuitenkin on ja nyt Uuden Walesin yliopiston ja Länsi-Sydneyn yliopiston (Australia) tutkijat professori Jeremy Bailey johdolla ovat myös onnistuneet mittamaan heijastuneen valon määrän Alfa Virginis (Spica) -tähdestä.

Spica on Neitsyen tähdistön kirkkain tähti. Kuva Wikimedia Commons.

Spica on kaksoistähti, jonka komponentit ovat hyvin lähellä toisiaan. Tällaista tähtiparia kutsutaan ellipsoidimuuttujaksi. Tämän muutoksen lisäksi Spica on myös Beeta Cephei -tähti, eli sen kirkkaus muuttuu 0,1–0,6 vuorokauden jaksoissa 0,01–0,3 magnitudin verran. Tähdet kiertävät toisiaan kerran 4,0145 vuorokaudessa

Heijastuneen valon havaitseminen ja mittaaminen perustuu valon polarisoitumiseen [1]. Tähden emittoima suora valo ei ole normaalisti polarisoitunutta mutta tähden pinta polarisoi siitä heijastunutta valoa. Heijastuminen on sitä voimakkaampaa mitä kuumempi tähti on. Spican pintalämpötila on 18 500 – 22 400 K, joten sen aikaansaama heijastuminen on joitakin prosentteja. Auringon heijastuskyky on vähemmän kuin 1 promille siihen osuneesta valosta.

Spican komponenttitähdet siis heijastavat toistensa valoa jonkin verran. Tutkijat ovat onnistuneet havaitsemaan tähtien kiertoajan myös polarisoituneella valolla. Sen lisäksi he pystyivät havaitsemaan, että tähdet kiertävät toisiaan myötäpäivään.

Tutkimuksen tehneissä australialaisissa ylipistoissa on kehitetty erittäin herkkä polarimetri, jolla mittaus on ollut mahdollista. Pienin käytetyistä teleskoopeista on ollut vain 350 mm peilillä varustettu. Polarisaation mittaaminen paljastaa kaksoistähdet, joiden löytyminen muilla menetelmillä ei ole mahdollista. Yksittäisten tähtien, kuten Auringon, heijastuneen valon määrää on tälläkin menetelmällä mahdoton havaita.

Huomautukset

[1] Polarisoitumaton valo värähtelee kaikissa suunnissa, kun taas polarisoitunut valo värähtelee vain yhdessä tietyssä suunnassa. Polarisoituminen tapahtuu valon heijastuessa ei-metallisesta pinnasta, esimerkiksi lasista tai vedestä. Polarisoitujen aurinkolasien käyttö perustuu siihen, että linssien pinnoitteen polarisaatio taso on heijastuneen valon polarisaatiotasosta poikkeava jopa 90°, jolloin polarisoitunut valo ei läpäise linssejä.