Venäjä jättää Kansainvälisen avaruusaseman

Moskovasta tulleiden tietojen mukaan Venäjä on jättämässä yhteistyön Kansainvälisen avaruusaseman ylläpidossa vuoden 2024 jälkeen. Syynä kansainväliset pakotteet ja jännittynyt tilanne USAn ja Venäjän välillä.

Kansainvälinen avaruusasema nykyisessä kokoonpanossaan. Kuva NASA.

 
Kansainväliselle avaruusasemalle suuntautuneet miehitetyt lennot ovat olleet nykyisen Venäjän avaruusohjelman ja etenkin miehitettyjen lentojen selkäranka, jonka poistuminen lamauttaa ja romuttaa Venäjän kyvyn miehitettyihin lentoihin hyvin nopeasti. Roskosmoksen johtaja Juri Borisov kertoi Putinille suunnitelmistaan rakentaa Venäjän oma avaruusasema, mutta sen valmistuminen vie ainakin vuosikymmenen aikaa. Tällä hetkellä näyttääkin siltä, että Venäjän ei kykene avaruusasemaa rakentamaan.

Toistaiseksi NASA ei ole saanut virallista ilmoitusta avaruusyhteistyön päättymisestä. Venäläinen avaruusasiantuntija Vadim Lukaševitš kommentoi tietoja uutistoimisto AFPlle, että Venäjällä ei ole paikkaa minne lentää yhteistyön päätyttyä. Tällä hetkellä Venäjä avaruusviranomaiset voivat suunnitella tulevia toimintoja vain muutaman kuukauden ajalle, ja näissä olosuhteissa ei avaruusasemaa rakenneta. Samaa mieltä on myös avaruusanalyytikko Vitali Jegorov.

Miehitettyjen lentojen päättyminen jopa useiksi vuosiksi tai jopa kokonaan johtaa myös Baikonurin aseman vuokraamisen päättymiseen Kazakstanista. Kantoraketteja valmistavan Energia yhtiön pääsuunnittelija Vladimir Solovjov arvelee, että miehitettyjä ei niiden päätymisen jälkeen pystytä aloittamaan uudelleen muutaman vuoden kuluttua.

Roskosmoksen edellinen johtaja Dmitri Rogozin, sai potkut heinäkuun puolivälissä. Syitä potkuihin on varmasti useita, varsinkin korruption paljastuminen mutta ehkä myös räiskyvät lausunnot, joiden mukaan ISS voisi pudota hallitsemattomasti Pohjois-Amerikkaan tai Eurooppaan. Hallitsemattomasta putoamisesta ei ole pelkoa, sillä asemaa voidaan ohjata ja se säilyttää ratansa, vaikka venäläisiä avaruusaseman osia ei olisikaan käytössä. Tosin asemaan päämoottorit ovat nimenomaan venäläisessä moduulissa, joten se jouduttaneen korvaamaan viimeistään yhteistyön päättymisen aikoihin. NASA on ilmoittanut käyttävänsä asemaa ainakin vuoteen 2030 asti. Avaruusaseman kokoaminen aloitettiin vuonna 1998, joten ei ole mikään yllätys, että joitakin oleellisia moduuleita jouduttaneen korvaamaan uudemmilla ennen pitkään.

Webbin kuvat: Etäisin ja samalla varhaisin galaksi

James Webb avaruusteleskoopilla on onnistuttu havaitsemaan toistaiseksi etäisin ja samalla varhaisin galaksi. Galaksi tunnetaan nyt luettelotunnuksella GLASS-z13 ja nyt havaittu valo on lähtenyt noin 13,5 miljardia vuotta sitten, vain noin 300 miljoonan vuoden ikäisestä maailmankaikkeudesta. Tämä on noin 100 miljoonaa vuotta aikaisempi kuin mitä tähän asti etäisin kohde (galaksi HD1) on ollut. Nykyisessä maailmankaikkeudessa galaksi GLASS-z13 sijaitsee noin 33 miljardin valovuoden etäisyydellä, sillä sen jälkeen, kun nykyisin havaittu valo on lähtenyt liikkeelle, maailmankaikkeus on laajentunut hyvin paljon.

Ensimmäinen Webbin kuvista, joka tehtiin värikuvaksi jo ennen heinäkuun 12. päivänä julkaistua viittä kuvaa. Tätä kuvaa ei sarjassa kuitenkaan julkaistu, sillä siitä löytyi mielenkiintoinen kohde, joka osoittautui kaukaisimmaksi galaksiksi mitä tähän asti on havaittu. Kuva NASA.

 Kuva NASA, ESA, CSA, and STScI/AFP.

Galaksin punasiirtymä on z > 11, toisin sanoen aallonpituus on kasvanut yksitoistakertaiseksi. Infrapunaisena näkyvä valo on lähtenyt liikkeelle hyvin lyhytaaltoisena uv-säteilynä. Galaksin halkaisijaksi tutkijat laskevat vain 1 600 valovuotta, siis hyvin paljon pienempi kuin esimerkiksi Linnunrata (Ø ~ 150 000 valovuotta). Pienestä koosta huolimatta tutkijat arvioivat galaksin massaksi noin miljardi auringonmassaa.

Tutkimusta ei vielä ole vertaisarvioitu mutta tutkimusryhmän vetäjä Rohan Naidu (Harvardin yliopisto) on hyvin toiveikas tutkimuksen tuloksen todenperäisyydestä, sillä myös toinen tutkimusryhmä (johtajanaan Marco Castellano, National Institute of Astrophysics | INAF · Astronomical Observatory of Rome) on päätynyt samoihin päätelmiin.

Toistaiseksi galaksin GLASS-z13 tarkka etäisyysmääritys on tehty epäsuorasti käyttäen hyväksi avaruudessa olevan neutraalin vedyn ominaisuutta absorboida tiettyjä ir-aallonpituuksia. Tarkka etäisyys täytyy kuitenkin määrittää spektrimittauksissa kerätystä datasta ja tutkijat ovat pyytäneet Webbistä havaintoaikaa tällaisten havaintojen tekemiseksi.

Suuresta Magellanin pilvestä löytyi lepotilassa olevan musta aukko

eso2210fi — Tutkimustiedote 18. heinäkuuta 2022, Turku

Kansainvälinen asiantuntijoiden ryhmä, joka on useasti kritisoinut raportoituja mustien aukkojen löytöjä, on nyt löytänyt tähtien massaisen mustan aukon naapurigalaksi Suuresta Magellanin pilvestä. ”Ensimmäistä kertaa tiimimme raportoi mustan aukon löydöstä sen sijaan, että hylkäisi sellaisen”, tutkimuksen johtaja Tomer Shenar sanoi. Lisäksi he havaitsivat, että mustan aukon synnyttänyt tähti katosi ilman merkkejä voimakkaasta räjähdyksestä. Löytö tehtiin Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopilla (ESO:n Very Large Telescope) kuuden vuoden aikana tehtyjen havaintojen avulla.

Tämän taiteilijan näkemys kuvaa, miltä kaksoistähtijärjestelmä VFTS 243 voisi näyttää, jos tarkkailisimme sitä läheltä. Järjestelmä, joka sijaitsee Tarantula-sumussa Suuressa Magellanin pilvessä, koostuu kuumasta, sinisestä tähdestä, jonka massa on 25 Auringon massaa, ja mustasta aukosta, jonka massa on vähintään yhdeksänkertainen Aurinkoon verrattuna. Kaksoistähtikomponenttien koot eivät ole mittakaavassa. Todellisuudessa sininen tähti on noin 200 000 kertaa mustaa aukkoa suurempi. Kuva ESO/L. Calçada.

"Tunnistimme 'neulan heinäsuovassa'”, sanoi Shenar, joka aloitti tutkimuksen KU Leuvenissa Belgiassa ^[1] ja on nyt Marie-Curie -tutkijana Amsterdamin yliopistossa Alankomaissa. Vaikka muita vastaavia musta aukko kandidaatteja onkin ehdotettu, tutkimusryhmä sanoo, että tämä on ensimmäinen ”lepotilassa oleva” tähtien massainen musta aukko, joka on yksiselitteisesti havaittu galaksimme ulkopuolelta.

Tähtien massaisia mustia aukkoja muodostuu, kun massiiviset tähdet saavuttavat kehityskaarensa lopun ja romahtavat oman gravitaation vaikutuksesta. Kaksoistähdissä, jotka kiertävät toistensa ympäri, prosessin seurauksena jäljelle jää musta aukko, jota seuralaistähti kiertää. Musta aukko on ”lepotilassa”, jos se ei juurikaan emittoi röntgensäteilyä, josta tällaiset mustat aukot tyypillisesti havaitaan. ”On uskomatonta, että tuskin tunnemme yhtään lepotilassa olevaa mustaa aukkoa, kun otetaan huomioon, kuinka yleisiä tähtitieteilijät uskovat niiden olevan”, yksi artikkelin kirjoittajista Pablo Marchant KU Leuvenista, sanoi. Juuri löydetty musta aukko on vähintään yhdeksän kertaa Auringon massainen, ja kiertää kuumaa, sinistä tähteä, joka painaa 25 kertaa Auringon massan verran.

Lepotilassa olevia mustia aukkoja on erityisen vaikeita havaita, koska ne eivät ole juurikaan ympäristönsä kanssa vuorovaikutuksessa. ”Olemme etsineet yli kahden vuoden ajan tällaisia kaksoismusta-aukkojärjestelmiä”, yksi artikkelin kirjoittajista Julia Bodensteiner, Saksan ESO tutkija, sanoi. ”Olin erittäin innoissani, kun kuulin VFTS 243:sta, joka on mielestäni vakuuttavin tähän mennessä ilmoitetuista ehdokkaista”. ^[2]

VFTS 243:n löytämiseksi tutkimusryhmä tarkasteli lähes tuhatta massiivista tähteä Suuren Magellanin pilven Tarantula-sumun alueelta. He etsivät tähtiä, joilla voisi olla mustia aukkoja kumppaneinaan. Näiden kumppaneiden tunnistaminen mustiksi aukoiksi on erittäin vaikeaa, koska on olemassa niin monia eri vaihtoehtoja.

Tämä on 30 Doradus tähtienmuodostusalueen yhdistelmäkuva, joka tunnetaan myös nimellä Tarantula-sumu. Taustakuva on otettu infrapunassa ja myös se itsessään on yhdistelmäkuva. Se otettiin ESO:n VLT-teleskoopin (VLT) HAWK-I-instrumentilla ja Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, eli VISTA-teleskoopilla. Siinä näkyy kirkkaita tähtiä ja heikkoja pinkin värisiä kuuman kaasun pilviä. Kuvaan lisätyt ja siinä näkyvät kirkkaan punakeltaiset raidat ovat peräisin ALMA:n (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) radiohavainnoista, jotka paljastavat kylmän ja tiheän kaasun alueita. Nämä voivat myöhemmin romahtaa ja muodostaa tähtiä. Kaasupilvien ainutlaatuinen verkkomainen rakenne on saanut tähtitieteilijät niemämään sumun hämähäkkilajin mukaan. Kuva ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit.

”Tutkijana, joka on viime vuosina ollut kriittinen useita musta aukko löytöjä kohtaan, olin erittäin skeptinen tämän löydön suhteen”, Shenar sanoi. Myös toinen tutkija epäili löytöä. Hän oli Kareem El-Badry Harvard & Smithsonian astrofysiikan keskuksesta Yhdysvalloista ja yksi tutkimuksen tekijöistä, ja jota Shenar kutsuu ”mustan aukon hävittäjäksi”. ”Kun Tomer pyysi minua tarkistamaan havaintonsa uudelleen, minulla oli sen suhteen epäilyksiä. Mutta en löytänyt uskottavaa selitystä, joihin musta aukko ei olisi liittynyt”, El-Badry selitti.

Löytö antaa tutkimusryhmälle myös ainutlaatuisen näkymän mustien aukkojen muodostumiseen liittyviin prosesseihin. Tähtitieteilijät uskovat, että tähtien massainen musta aukko muodostuu kuolevan massiivisen tähden ytimen romahtaessa, mutta on edelleen epävarmaa, liittyykö tähän voimakas supernovaräjähdys vai ei.

”Tähti, joka on muodostanut VFTS 243:n mustan aukon, näyttää romahtaneen kokonaan, eikä siinä ole merkkejä aiemmasta räjähdyksestä”, Shenar kertoi. ”Todisteita tästä 'suoran romahduksen' skenaariosta on tullut viime aikoina esille, mutta tutkimuksemme tarjoaa epäilemättä yhden suorimmista viitteistä tähän suuntaan. Tällä on valtavia vaikutuksia mustien aukkojen yhdistymisten alkuperään maailmankaikkeudessa”.

VFTS 243:n musta aukko löydettiin havaitsemalla Tarantula-sumua kuuden vuoden aikana ESO:n VLT:n Fibre Large Array Multi Element Spectrograph, eli FLAMES-instrumentilla ^[3].

Lempinimestään ”mustan aukon poliisi” huolimatta tutkimusryhmä haluaa rohkaista muita kriittiseen tarkasteluun. He toivovat, että heidän tänään Nature Astronomy -lehdessä julkaistu työnsä edesauttaa muiden massiivisia tähtiä kiertävien tähtien massaisten mustien aukkojen löytämisessä, joita ennustetaan olevan Linnunradassa ja Magellanin pilvissä tuhansia.

”Tietenkin odotan, että muut tutkijat tarkastelisivat analyysimme huolellisesti läpi ja yrittävät kehittää vaihtoehtoisia malleja”, El-Badry totesi. ”Tämä on erittäin jännittävä projekti olla mukana.”

Huomautukset

[1] Työ tehtiin Hugues Sanan johtamassa tutkimusryhmässä, KU Leuvenin tähtitieteen instituutissa. 

[2] Erillisessä Laurent Mahyn johtamassa tutkimuksessa, johon osallistui monia samoja tiimin jäseniä, ja joka on hyväksytty julkaistavaksi Astronomy & Astrophysics -lehdessä, ilmoitettiin toisesta lupaavasta tähtien massaisesta musta aukko kandidaatista omassa Linnunrata galaksissamme HD 130298 -järjestelmässä.

[3] Tutkimuksessa tehdyt havainnot on tehty noin kuuden vuoden aikana. Ne koostuvat VLT FLAMES Tarantula Survey -tutkimuksesta (jota johtaa Chris Evans, United Kingdom Astronomy Technology Centre, STFC, Royal Observatory, Edinburgh; nyt Euroopan avaruusjärjestössä) vuosina 2008 ja 2009 tehdyistä havainnoista, sekä Tarantula Massive Binary Monitoring -ohjelmassa (johtajana Hugues Sana, KU Leuven) vuosina 2012-2014 tehdyistä lisähavainnoista.

Webbin kuvat: planetaarinen rengassumu NGC 3132

Auringonkaltaisten tähtien evoluution viimeisessä vaiheessa tähti menettää suuren osan massastaan avaruuteen. Tapahtuma ei ole vain yksi purkaus, vaan useita perättäisiä purkauksia. Avaruuteen purkautunut aine laajenee ja perättäiset purkaukset muodostavat sisäkkäisiä kuoria. Lopulta tähti luhistuu valkoiseksi kääpiöksi, joka ei enää tuota energiaa mutta säteilee jäännöslämpöä satoja miljoonia tai useita miljardeja vuosia.

---

Tämä rinnakkainen vertailu näyttää NASA/ESA/CSA Webb-teleskoopin havainnot eteläisen rengassumusta lähi-infrapunavalossa vasemmalla ja keski-infrapunavalossa oikealla.

Tämän näkymän loi valkoinen kääpiötähti – Aurinkomme kaltaisen tähden jäännös sen jälkeen, kun se oli puhaltanut avaruuteen uloimmat kerrokset ​​ja lakannut tuottamasta energiaa ydinfuusiolla. Nämä ulkokerrokset muodostavat nyt tässä kuvassa näkyvät sumun kuoret.

Near-Infrared Camera (NIRCam) -kuvassa valkoinen kääpiö näkyy kirkkaan, keskellä olevan tähden vasemmassa alakulmassa, osittain diffraktiopiikkien piilossa. Sama tähti näkyy – mutta kirkkaampana, isompana ja punaisempana – Mid-Infrared Instrument (MIRI) -kuvassa. Tämä valkoinen kääpiötähti on peitetty paksuilla pölykerroksilla, mikä saa sen näyttämään suuremmalta.

Kummankaan kuvan kirkkaampi tähti ei ole vielä luopunut kerroksistaan. Se kiertää tiukasti himmeämpää valkoista kääpiötä ja auttaa levittämään sen ulos työntymää.

Nykyään valkoinen kääpiö lämmittää kaasua sisäalueilla, jotka näkyvät sinisenä vasemmanpuoleisessa kuvassa ja punaisina oikeanpuoleisessa kuvassa. Molemmat tähdet valaisevat ulompia alueita oranssina ja sinisenä.

Kuvat näyttävät hyvin erilaisilta, koska NIRCam ja MIRI keräävät erilaisia ​​valon aallonpituuksia. NIRCam tarkkailee lähi-infrapunavaloa, joka on lähempänä silmämme havaitsemaa näkyvää aallonpituutta. MIRI menee pidemmälle infrapunaan poimimalla keski-infrapuna-aallonpituuksia. Toinen tähti näkyy selkeämmin MIRI-kuvassa, koska tämä instrumentti näkee ympärillään kiiltävän pölyn ja tuo sen selkeämmin näkyviin. Kuva NASA, ESA, CSA, STScI, and the Webb ERO Production Team.

---

Webbin ottama kuva rengassumusta NGC 3132 osittaa laajenevan kuoren kerroksellisen rakenteen erittäin selvästi. Kerroksista tutkijat voivat päätellä tähden viimeisten vaiheiden historian mutta sen lisäksi myös tähden ja sumun kemiallisen rakenteen ja sen evoluution. 

Kuvassa on sumun keskellä kaksi tähteä (kaksoistähti), joista himmeämpi on synnyttänyt tämän planetaarisen sumun. Kirkkaampi tähti on vielä kehityskaarensa aikaisemmassa vaiheessa mutta aikanaan sekin tulee tuottamaan oman sumunsa. Milloin se tapahtuu ja onko tästä nykyisestä sumusta mitään jäljellä siinä vaiheessa, on toistaiseksi arvailujen varassa. 

Planetaariset sumut laajenevat avaruuteen, menettävät kirkkauttaan ja lopulta katoavat näkyvistä. Aikaa tässä vaiheessa kuluu kymmeniä tai satojatuhansia vuosia, joten voi olla hyvinkin mahdollista, että toisen tähden muodostaessa planetaarista sumua, tästä ensimmäisestä sumusta ei enää ole mitään jäljellä. Planetaaristen sumujen aine ei kuitenkaan katoa mihinkään, vaan se voi miljardien vuosien kuluttua päätyä uuteen tähteen.

Kuvat on otettu Webbin Near-Infrared Camera (NIRCam) (vasen) ja Mid-Infrared Instrument (MIRI) (oikea) -instrumenteillä.

Webbin kuvat: WASP-96 b

James Webb avaruusteleskoopin julkaistujen kuvien joukossa on dataa eksoplaneetta WASP-96 b:n ilmakehän spektristä. Sen mukaan tutkijat pystyvät erottamaan spektrissä merkittävän määrä vettä, jonka olemassaolo havaitussa määrin on pieni yllätys, sillä planeetan lämpötila on enemmän kuin 500 °C.

WASP-96 b eksoplaneetan spektri. Kuva NASA/ESA CSA.

Eksoplaneetta sijaitsee Feeniksin (-linnun) tähdistössä eteläisellä tähtitaivaalla noin 1 150 valovuoden etäisyydellä. Tyypiltään se on kaasujättiläinen mutta huomattavasti laajentunut verrattuna esimerkiksi Jupiteriin. Eksoplaneetan massa on alle puolet Jupiterin massasta mutta sen halkaisija on 1,2 kertaa Jupiterin halkaisija. Korkea lämpötila selittyy sillä, että se kiertää tähteään vain yhdeksäsosan etätyöisyydellä Merkuriuksen ja Auringon välisestä etäisyydestä. Nämä ominaisuudet tiedettiin entuudestaan ja juuri näiden vuoksi WASP-96 b valittiin havaittavaksi.

Eksoplaneetan havainnot tehtiin Webbin Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) -laitteistolla siten, että tähden säteilemä valo kulki eksoplaneetan ilmakehän lävitse. Ilmakehä on samea ja siinä on pilviä, mutta Webbin laitteistojen herkkyys riitti noin 6,4 tunnin valotuksella riittävän tarkan spektrin tekemiseen. Käytetyt aallonpituudet olivat 0,6 – 2,8 mikrometriä eli se ulottui punaisesta valosta lähi-infran aallonpituuksille usealla eri kanavalla. 

Erityisesti aallonpituudet, jotka ylittivät 1,6 mikrometriä, olivat tutkijoiden mielenkiinnon kohteena, sillä näitä aallonpituuksia ei ole pystytty kovinkaan tehokkaasti havaitsemaan aikaisemmin. Nämä aallonpituudet ovat erityisen herkkiä veden, hapen, metaanin ja hiilidioksidin absorptioille. Veden lisäksi tutkijat pystyivät määrittämään hiilen ja hapen enimmäismäärät ja arvioimaan lämpötilaa eri syvyyksillä ilmakehässä.

Webb-teleskoopin ottamat ensimmäiset kuvat julkaistiin

Webb teleskooppi yhtymä (NAS, ESA ja CSA) julkaisi ensimmäiset värilliset kuvat, jotka on otettu heinäkuun alussa teleskoopin hienovirityksen tultua tehdyksi. Julkaistu kuvapaketti sisältää parisen kymmentä eri havaintolaitteilla tuotettua kuvaa infrapunaisella aallonpituudella. Kuvien erotuskyky on vähintään yhtä hyvä kuin Hubblella otettujen kuvien mutta useimmiten selkeästi parempi kuin koskaan tähän mennessä infrapunaisella aallonpituuksilla otettujen kuvien.

Kuvapaketti on sen verran laaja, että kaikkien kuvien käsittely yhdessä artikkelissa ei ole järkevää, joten Avaruusmagasiini palaa yksittäisiin kuviin omilla artikkeleillaan lähiviikkoina.

Webbin syväkenttäkuva. Kuva NASA/ESA/CSA.

 

SMACS 0723

Webbin syväkenttäkuva on otettu galaksijoukosta SMACS 0723 Lentokalan tähdistöstä eteläiseltä tähtitaivaalta. Alueella on tuhansia galakseja ja osa niistä toimii gravitaatiolinsseinä. Gravitaatiolinssi vahvistaa vielä kauempana olevien galaksien kuvia, tosin samalla vääristäen niitä. Joka tapauksessa nämä gravitaatiolinssin synnyttävät kuvat ovat valoa, joka lähti matkaan maailmankaikkeuden ollessa alle miljardin vuoden ikäinen.

Kuva on otettu Webbin Near-Infrared Camera (NIRCam) instrumentilla ja se on koottu useasta eri ir-aallonpituudesta, joiden yhteinen valotusaika on 12,5 tuntia. Itse galaksijoukko (SMACS 0723) sijaitsee ”vain 4,6 miljardin valovuoden etäisyydellä ja joukon edessä ja takan on lisää galakseja eri etäisyyksillä.

Kuvassa on nähtävissä kaukaisten galaksien rakenteita, joita aikaisemmin ei ole pystytty näkemään. Nyt näkyviin tulleet rakenteet ovat tietysti hyvin varhaisesta galaksien kehitysvaiheesta, joten ne saattavat näyttää primitiiviltä.

NIRSpec-laitteiston tuottama spektri 13,1 miljardin valovuoden takaisesta galaksista. Kuva NASA/ESA/CSA.

Kuvien lisäksi NIRCAM tuottaa spektrejä. Uutena menetelmänä Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) tuottaa spektrejä useista eri kohteista, tästä kuvasta jopa 48 galaksin spektrit samanaikaisesti. Tämä on mahdollista, koska laitteistossa on mikrosuljinjärjestelmä, jollaista ei aikaisemmin ole avaruudessa käytetty.