sunnuntai 29. syyskuuta 2019

Tabyn tähti ei ole ainoa


Tabyn tähti tuli tunnetuksi vuonna 2015, kun sen kirkkauden havaittiin muuttuvan epäsäännöllisesti niin kirkkauden kuin pimentymisien jaksottomuuden vuoksi. Tähden virallinen luettelotunnus on KIC 8462852 ja sen havaitsi Louisianan valtionyliopistossa työskentelevä Tabetha (Taby) Boyajian työryhmineen. Epäsäännöllinen himmentyminen sai joidenkin mielikuvituksen laukkaamaan ja niinpä lehdet uutisoivat havaintoja muukalaisten megarakenteiden aiheuttamaksi.

Tabyn tähti sijaitseen Joutsenen tähdistöss noin 1470 valovuoden etäisyydellä.
Kuva Wikimedia Commons.


Tarkempi havainnointi ja datan analysointi paljasti kuitenkin, että mistään megarakenteesta ja muukalaisista ei voi olla kysymys. Tähdestä tuleva valo nimittäin himmeni eri aallonpituuksilla eri tavalla. Megarakenne aiheuttaisi himmentymisen kaikilla valon aallonpituuksilla yhtäläisesti.

Toistaiseksi siis tähden satunnainen pimeneminen on edelleen arvoitus ja uusin tutkimus paljastaa, että arvoitus vain syvenee. Nebraska-Lincolnin yliopistossa työskentelevä tähtitieteilijä ja fyysikko Edward Schmidt on julkaissut tutkimuksen, jossa 21 muuta tähteä käyttäytyy hieman samaan tapaan kuin Tabyn tähti.

Tutkimuksessa Schmidt käytti aineistonaan vuosina 1999 ja 2000 koottua aineistoa muuttuvista tähdistä. Aineistosta hän karsi pois kaikki ne tähdet, joiden himmentyminen oli selitettävissä tavanomaisilla ja tunnetuilla mekanismeilla. Lopulta hänelle jäi 21 tähteä, joiden himmeneminen näytti epäsäännölliseltä ja niiden kirkkauden vaihtelu oli ennakoimatonta. Kaiken huippuna oli tähti EPIC 204376071, joka himmeni jopa 80 %.

Schmidt jakoi tähtiaineiston kahteen tyyppiin: hitaat ja nopeat muuttujat. Tähtiaineistossa oli 15 hidasta muuttujaa ja loput 6 olivat nopeita. Edelleen himmenemisen syyt ovat epäselvät mutta luokittelu antaa olettaa, että hitailla ja nopeilla muuttujilla on erilaiset olosuhteen, jotka himmenemistä aiheuttavat.

Tabyn tähti kuuluu hitaisiin muuttujiin. Kaiken lisäksi se näyttää pitkäaikaisessa seurannassa vuosien 1890 ja 1989 välillä himmenneen kokonaisuudessaan 0,193 magnitudin verran. Schmidtin tutkimus on tässä suhteessa pahasti kesken. Tässä vaiheessa tähdet ovat vasta tunnistettu omituisiksi muuttujiksi ja lisätutkimuksilla pyritään selvittämään ja kartoittamaan millaisista tähdistä oikeastaan on kyse. Tietysti myös kirkkauden muutoksen mekanismi on korkealla prioriteettilistalla.


sunnuntai 1. syyskuuta 2019

Kaksi mustan aukon törmäystä peräkäin


Elokuun 28. päivän aamuna koettiin LIGO -observatorioissa[1] hyvin epätavallinen tapahtuma. Kello 6.34.05 UTC aikaan havaittiin kahden mustan aukon sulautumisessa syntyneet gravitaatioaallot. Tapahtuma sai tunnuksekseen S190828j. Eipä tässä sen kummempaa, näitä mustien aukkojen keskinäisiä sulautumisia on havaittu jo koko joukko keväällä uudelleen käyttöönotetuissa LIGO-observatorioissa.


LIGO-Observatorioiden tuottama animaatio kauden O2 havainnoista. Credit: Teresita Ramirez / Geoffrey Lovelace / SXS Collaboration / LIGO Virgo Collaboration.


Epätavalliseksi tilanteen tekee se, että 21 minuuttia myöhemmin, kello 6.55.09 UTC havaittiin jälleen gravitaatioaaltoja, joiden tunnukseksi tuli S190828l. Koskaan aikaisemmin näin peräkkäisiä tapahtumia ei ole havaittu. Havainto muuttui vielä kummallisemmaksi, sillä paikanmääritys osoitti niiden tulevan vielä samalta taivaan alueelta. Paikanmääritystä helpotti se, että gravitaatioaallot havaittiin kaikilla kolmella käytössä olevalla LIGO-observatoriossa.

perättäisten gravitaatioita synnyttäneiden tapahtumien vieläpä samalla taivaan alueella sai tutkijat miettimään mahdollisuutta, että kyse olisikin samalta tapahtumasta. Jos näin olisi, niin silloin jokin gravitaatiolinssi olisi täytynyt taivuttaa gravitaatioaaltojen kulkureittejä ja toinen olisi tuon 21 minuuttia pitempi reitti. Aaltohavainnot eivät kuitenkaan olleet identtisiä, joten tämä mahdollisuus karsiutui hyvin nopeasti pois. Kyseessä oli siis vain hieman epätavallinen sattuma.

Mustien aukkojen törmäysten etäisyydet vaihtelivat hieman. S190828j:n etäisyydeksi määritettiin 1738 –2815 Mpc (5,6 – 9,2 miljardia valovuotta) ja S190828l:n etäisyys oli 1186 –2036 Mpc (3,8 –6,6 miljardia valovuotta). Kummastakaan tapahtumasta ei havaittu optisilla aallonpituuksilla näkynyttä leimahdusta. Tällaista leimahdusta ei pitäisi tullakaan, sillä kyseessä kummassakin tapauksessa oli kahden musta aukon törmäys ja sulautuminen isommiksi mustiksi aukoiksi.

LIGO-observatoriot otettiin käyttöön huhtikuun[2] 1. päivänä. Havaintojakso on nimetty lyhenteellä O3.  Aikaisemmat ovat O2 ja O1. Havaintokaudella O3 on havaittu kaikkiaan 20 mustien aukkojen yhdistymistä, kaksi kahden neutronitähden törmäystä ja yksi neutronitähden ja musta aukon törmäys. Näistä havainnoista on saatavissa jonkin verran esitietoja mutta lopullisia tutkimustuloksia joudutaan vielä odottelemaan. O2 kauden tutkimustuloksia on julkaistu jo runsaasti.

Huomautukset

[1] LIGO-observatoriot ovat: LIGO Hanford (USA), LIGO Livingston (USA) ja LIGO Virgo (Italia).
[2] LIGO-observatoriot olivat pitkällä huoltotauolla, jonka aikana niiden laitteiden herkkyyttä ja erottelukykyä parannettiin uusilla teknisillä ja ohjelmallisilla menetelmillä.