3I/ATLAS – Pitkämatkainen kulkija

KAK – Kolmas tunnettu tähtienvälinen kappale, 3I/ATLAS, on nyt saanut perusteellisen ratalaskennan ja dynaamisen analyysin. Uusi tutkimus ^[1] käy läpi sen liikeradan miljoonien vuosien taaksepäin Galaksin potentiaalissa ja tutkii, onko sen menneisyydestä löydettävissä tähtiä, jotka olisivat joskus vaikuttaneet sen kulkuun.

Syväkuva tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS, joka on otettu Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) -observatoriolla Gemini Southissa Cerro Pachónissa Chilessä. Kuvassa näkyy komeetan laaja koma - kaasu- ja pölypilvi, joka muodostuu komeetan jäisen ytimen ympärille sen lähestyessä Aurinkoa. Pyrstö, joka ulottuu noin 1/120 asteen päähän taivaalla on suuntautunut poispäin Auringosta.

Valotukset seurasivat komeettaa sen kulkiessa taivaan poikki, ja lopullinen kuva on koostettu siten, että tähdet pysähtyivät paikalleen havainnon aikana. Kuvassa näkyy myös kaksi pientä värillistä jälkeä, jotka ovat peräisin toisistaan riippumattomista asteroideista, joiden liike poikkeaa komeetan liikkeestä.

Kuva: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist
Image Processing: J. Miller & M. Rodriguez (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab), T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), M. Zamani (NSF NOIRLab). 

Tutkimus käytti Gaia DR3 -luettelon tietoja yli kolmen ja puolen miljoonan tähden tarkoista paikkoista ja nopeuksista. 3I/ATLAS:n rata määritettiin taaksepäin 10 miljoonan vuoden ajalle, käyttäen yksityiskohtaista mallia Galaksin gravitaatiopotentiaalista.

Laskelmissa etsittiin tilanteita, joissa komeetta ja tähti kulkevat alle kahden parsekin etäisyydeltä toisistaan. Raja määriteltiin siten, että ohitettu tähti voisi muuttaa komeetan rataa havaittavasti. Monte Carlo -simulaatiot huomioivat sekä komeetan että tähtien astrometriset epävarmuudet, jotta löydettäisiin vain aidosti todennäköiset kohtaamiset.

Lopputulos oli yllättävän yksiselitteinen. Tutkijat löysivät 93 mahdollisesti läheistä kohtaamista, mutta mikään niistä ei ollut dynaamisesti merkittävä. Merkittävin kohtaaminen oli tähden Gaia DR3 6863591389529611264 ohitus noin 0,30 parsekin (noin 1 valovuosi) etäisyydeltä, suhteellisnopeuden ollessa 35 km/s. Tällainen ohitus aiheutti komeetan nopeuteen hyvin pienen ^[2] muutoksen – täysin merkityksetön Galaktisessa mittakaavassa. Radan suunta muuttui vain aavistuksen verran ^[3].

 

Galaktinen kulkija ohuessa levyssä

Kun komeetan liike asetettiin Galaktiseen viitekehykseen, sen ominaisuudet vastasivat hyvin ohuen levyn ^[4] tähtipopulaatiota. Sen pystyliike pysyy |Z| < 0,42 kpc rajoissa, ja kokonaisnopeus Aurinkoon nähden on noin 55 km/s – tyypillinen arvo ohueen levyyn kuuluville tähdille.

Tilastollisesti sen todennäköisyys kuulua tähän ryhmään on noin 20-kertainen paksuun levyyn verrattuna. Tämä tarkoittaa, että 3I/ATLAS on todennäköisimmin peräisin tavallisesta, melko nuoresta tähtijärjestelmästä Galaksin ohuessa kiekossa.

Dynaamisen “iän” perusteella sen matkanteko on kuitenkin voinut kestää useita miljardeja vuosia. On mahdollista, että se on sinkoutunut ulos alkuperäisestä järjestelmästään planeettadynamiikan seurauksena jo varhain, ja on sen jälkeen kulkenut hiljaisesti tähtienvälisessä avaruudessa ennen saapumistaan Aurinkokuntaan.

Tutkimuksen johtopäätös on ehkä antikliimaksinen, mutta samalla hyvin informatiivinen: 3I/ATLAS:n rata on säilynyt lähes häiriöttömänä vähintään 10 miljoonan vuoden ajan.

Yksikään tunnettu tähti ei ole tullut lähelle sitä, eikä sen liikerataa voida yhdistää mihinkään nykyisin havaittavaan tähtijärjestelmään. Tämä tekee sen alkuperästä tuntemattoman. Samalla tutkimustulos vahvistaa käsitystä siitä, että tähtienväliset kappaleet todella liikkuvat Galaksissa vapaasti ja lähes häiriöttömästi.

 

Lähde ja viitteet

[1] “3I/ATLAS: In Search of the Witnesses to Its Voyage” (Perez-Couto et al. 2025). https://arxiv.org/pdf/2509.07678

[2] Δv≃5×10⁻⁴ km/s

[3] θ ≃ 1,6×10⁻⁵ radiaania, mikä tarkoittaisi 100 miljoonan vuoden aikana noin 0,05 parsekin poikkeamaa aikaisemmasta suunnasta.

[4] Linnunrata koostuu useasta osasta: ohut levy, paksu levy, tähtihalo, keskuspullistuma  ja galaksin keskusalue. Näistä kaksi ensimmäistä – ohut ja paksu levy – muodostavat suurimman osan galaksin kiekkomaisesta osasta, jossa Aurinkokin sijaitsee.

Ohut levy

Ohut levy on nuorempi, tiheämpi ja litteämpi osa Galaksin kiekkoa. Sen paksuus (tähtien jakauman mitta Z-suunnassa) on tyypillisesti noin 300–400 parsekia. Tässä levyosassa sijaitsee suurin osa nuorista ja keski-ikäisistä tähdistä, kaasusta, pölystä ja tähtienvälisistä pilvistä. Tässä Linnunradan osassa tapahtuu edelleen aktiivista tähtienmuodostusta.

Tähtien radat ovat melko ympyrämäisiä ja pysyvät lähellä galaksin keskitasoa. Metallipitoisuudet ovat yleensä korkeat: [Fe/H] ≳ −0,3, eli tähdet sisältävät paljon raskaampia alkuaineita (metalleja), jotka ovat syntyneet aikaisempien tähtisukupolvien supernovissa. Tyypillinen nopeusdispersio on pieni: vain noin
20–40 km/s pystysuunnassa galaksin tasoon nähden. Aurinko kuuluu ohueen levyyn.

Paksu levy

Paksu levy on vanhempi ja harvempi Linnunradan rakenne, joka ulottuu paljon korkeammalle galaksin keskitasosta, noin 900–1200 parsekin korkeuteen. Tähdet ovat ikääntyneitä (8–12 Gyr) ja niiden metallipitoisuus on alhainen, [Fe/H] ≈ −0,5...−1,0. Niiden liikkuvat epäsäännöllisemmillä ja kallistuneemmilla radoilla, ja niiden nopeusdispersio on suurempi (50 – 70 km/s). Näiden tähtien synty on jo lakannut, joten siellä ei ole merkittävästi kaasua eikä aktiivisia tähtienmuodostusalueita. Kinematiikan puolesta paksu levy pyörii hieman hitaammin Galaksin keskustan ympäri kuin ohut levy.

Komeetta 3I/ATLAS

KAK – Ensimmäinen tähtienvälisestä avaruudesta tullut komeetta, 3I/ATLAS, ohitti tänään Marsin suhteellisen läheltä. Etäisyyttä Marsiin oli vain noin 0,19 au (30 miljoonaa km) kello 4 UTC aikaan (kello7 Suomen aikaa). Komeetan nopeus Marsin suhteen oli noin 86 km/s. Komeetan liikerata on päinvastainen kuin Marsin liikesuunta Auringon ympäri, joten kohtaamisnopeus on melkoisen suuri.

NASAn julkaisema kuva komeetta 3I/ATLAS:sta. Kuvassa näkyy koma ja siitä lähteä pyrstö. Taustataivaan tähdet näkyvät viiruina kaukoputken seuratessa komeettaa. Kuva NASA.

Komeetta on siis retrogradisella radalla, radan inklinaatio on 135,5°. Tämä tarkoittaa sitä, että komeetan liikesuunta on Aurinkokunnan yleistä liikesuunnan suhteen vastakkainen. Tästä johtuu, että myös havaintoikkunat ovat suhteellisen lyhyitä Aurinkokuntamme komeettoihin verrattuna.

Marsin kiertoradalla ja Marsin pinnalla olevat luotaimet tekevät havaintoja komeetan ollessa Marsia lähimmillään. Luotaimia ei kuitenkaan ole suunniteltu komeettojen havaitsemiseen, joten niillä on hyvin rajalliset kyvyt tehdä merkittäviä havaintoja.

Marsin kiertoradalla olevilla ESA:n Mars Express ja ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ovat avainasemassa havaintojen teossa. Myös Marsin kiertoradalla oleva Mars Reconnaissance Orbiter:n on tarkoitus tehdä havaintoja komeetasta. Näillä laitteilla on mahdollista havaita komeetan komaa ja pyrstöä, jotka koostuvat pölystä ja kaasuista, sillä ne ovat näkyviä luotainten kameroissa. Lisäksi luotaimissa on spektrografeja, joilla voidaan tehdä havaintoja vedestä ja hiilidioksidista ja muista haihtuvista kaasuista. Lisäksi niiden avulla on mahdollista tehdä pitkittäishavaintoja, kuinka koman ja pyrstöjen kirkkaudet muuttuvat sinä aikana, kun komeetta on luotainten havaintolaitteiden näkyvissä.

Komeetta saavuttaa perihelin lokakuun 29. päivänä. Silloin sen etäisyys Auringosta on 1,356 au (203 456 000 km) ja komeetan nopeus on noin 68 km/s. Perihelin jälkeen komeetan rata vie sen kauemmaksi Auringosta ja lopulta komeetta poistuu Aurinkokunnasta.

Marsin jälkeen komeetta tulee Jupiterin läheisyyteen, vaikka ohitus tapahtuukin melko kaukaa. Lyhimmillään komeetan ja Jupiterin välinen etäisyys on maaliskuun 16. päivänä 2026. Silloin näiden kappaleiden välinen etäisyys toisistaan on 0,359 au.

Saturnuksen radan komeetta ylittää heinäkuussa 2026, Uranuksen toukokuussa 2027 ja Neptunuksen maaliskuussa 2028. Nämä Aurinkokuntan uloimmilla radoilla olevat planeetat ovat kaikki kaukana komeetasta sen ylittäessä niiden radat.

Komeetan rata on merkitty punaisella viivalla ja himmeällä harmaalla on merkitty ekliptikantaso ja siihen liittyvät pystysuorat viivat kertovat radan korkeuden ekliptikan suhteen. Komeetta (liike vasemmalta oikealle) on tähän asti ollut ekliptikan eteläpuolella mutta Marsin ohittamisen jälkeen se siirtyy ekliptikan pohjoispuolelle. Kuvakaappaus Van Buiten komeettasivun ratalaskurista.

Maan suhteen komeetta on kaiken aikaa melkoisen kaukana. Lyhimmillään komeetan etäisyys Maasta on joulukuun 19. (2025) päivänä, jolloin sen etäisyys on 1,797 au. Suuresta etäisyydestä johtuen, komeetan kirkkaus on vähäinen. Tänään se näkyisi parhaimmillaan noin m_v=12,7 kirkkaudella, etäisyyden ollessa noin 2,492 au. Lisäksi sen deklinaatio on pieni ( –10° 38’). Lisäksi sen havaitsemisen tällä hetkellä estää Auringon läheisyys. Seuraavan kerran komeettaa voidaan havaita Maasta marraskuusta alkaen, jolloin sen kirkkauden arvioidaan olevan suurin, noin m_v=11,5.

Joulukuussa komeetasta voisi tehdä havaintoja kohtalaisen kokoisella harrastaja kaukoputkella. Etäisyyden ollessa lyhin (19.12.2025) komeetan lasketaan olevan kirkkaudeltaan m_v=13,7. Valokuvaamalla ja pinoamalla muutaman kymmen kuvaa, sen pitäisi tulla näkyville kohtalaisen helposti. Joulukuussa komeetan deklinaatio on noin 7° ja se kasvaa hiljalleen ajan kuluessa, joten Suomesta se näkyy kohtalaisella korkeudella. Havaintoaika vain on aamuyöstä tai varhain aamulla (etelämerdiaanin ylitys on noin kello 5.20), jolloin komeetta on korkeimmillaan horisontista 35° (Tampere) korkeudella.

 

Kuinka suuri on komeetta 3I/ATLAS?

Kuten aina, uuden kohteen koko kiinnostaa niin tutkijoita kuin maallikkojakin. Komeetat ovat erityisen vaikeita kohteita, sillä ne ovat lähes aina niin pieniä kappaleita, että itse komeettaydintä on lähes mahdotonta nähdä. Pienen koon lisäksi ytimen havaittavuutta vaikeuttaa komeetan ympärille kehittyvät kaasukehä, jonka kirkkaus estää ytimen näkymisen melko tehokkaasti.

Elokuussa 2025 julkaistujen Hubble-havaintojen perusteella ytimen säde on enintään 2,8 km, jos oletetaan albedon olevan 0,04. Tämä antaa ylärajaksi halkaisijan noin 5,6 km. Samassa analyysissä alaraja saatiin noin 0,16 km:n säteelle. Tämä riippuu siitä, mitä haihtuvia aineita (vesijää, hiilimonoksidi) komeetassa on.

Parhaiden havaintojen perusteella 3I/ATLAS:n ytimen koko on todennäköisesti alle 5 – 6 km halkaisijaltaan. Arviot pienemmästä ytimestä, noin kilometrin luokkaa, ovat täysin mahdollisia. Suuret, kymmenien kilometrien kokoluokkaa olevat vaihtoehdot jäävät vähemmän todennäköisiksi, mutta niitä ei voi täysin sulkea pois ennen kuin lisähavaintoja saadaan.

 

Lähteet

·         ArXiv: Hubble observations of interstellar comet 3I/ATLAS

·         ArXiv: SPHEREx observations of 3I/ATLAS

·         Astrobiology.com: Hubble makes size estimate of interstellar comet 3I/ATLAS (2025-08-29)

·         Avi Loeb (Medium): Is the nucleus of 3I/ATLAS 15 kilometers in diameter?

·         astro.vanbuiten.nl

 

 

Kuusi miljardia tonnia sekunnissa: vaeltava planeetta kasvaa ennätyksellistä vauhtia

ESO, lehdistötiedote 2. lokakuuta 2025

Tähtitieteilijät ovat havainneet vapaasti vaeltavan planeetan suuren kasvupyrähdyksen. Toisin kuin Aurinkokuntamme planeetat, nämä eivät kierrä tähtiä, vaan ovat itsenäisiä avaruuden kappaleita. Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope, eli ESO:n VLT-teleskoopilla tehdyt uudet havainnot ovat paljastaneet, että tämä vapaasti vaeltava planeetta kerää ympäristöstään kaasua ja pölyä kuusi miljardia tonnia sekunnissa. Tämä on suurin koskaan mitattu planeetan kasvuvauhti. Havainto antaa arvokasta tietoa vaeltavien planeettojen muodostumisesta ja kasvusta.

Toimituksen huomautus – Vuotuinen massan kertyminen on noin 0,000001 – 0,000002 % planeetan arvioidusta massasta. Jos kertymisnopeus pysyi vakiona hyvin pitkän aikaa, planeetan massa kaksinkertaistuisi 60 – 100 miljoonassa vuodessa. Näin nopea massan kertyminen on kuitenkin hyvin lyhytaikainen ilmiö planeetan kulkiessa vapaassa avaruudessa. – KAK.

Tässä taiteilijan tekemässä piirroksessa on Cha 1107-7626. Tämä noin 620 valovuoden etäisyydellä sijaitseva planeetta on noin 5 – 10 kertaa Jupiteria massiivisempi, eikä se kierrä tähteä. Se kerää materiaalia ympärillään olevasta kiekosta. Planeetalle putoava materiaali lämmittää sen pintaa ja luo kirkkaan kuuman pisteen. ESO:n VLT:n X-shooter-spektrografi havaitsi merkittävän kirkastumisen vuoden 2025 puolivälissä ja löysi selkeän sormenjäljen siitä, että se johtui sisään virtaavasta kaasusta. Havainnot osoittavat, että planeetta kerryttää ainetta nyt noin 8 kertaa nopeammin kuin muutamaa kuukautta aiemmin. Kuva ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.

"Ihmiset saattavat ajatella planeettoja rauhallisina ja stabiileina maailmoina, mutta tämän löydön ansiosta voimme todeta, että avaruudessa vapaasti vaeltavat planeettojen massaiset kohteet voivatkin olla jännittäviä kohteita", sanoo Víctor Almendros-Abad, joka on tähtitieteilijä Palermon tähtitieteellisessä observatoriossa, Italian kansallisessa astrofysiikan instituutissa (INAF). Hän on tämän uuden tutkimuksen päätekijä.

Tutkimuksen kohteena olevan kappaleen massa on 5 – 10 kertaa Jupiterin massa, ja se sijaitsee noin 620 valovuoden päässä Kameleontin-tähdistössä. Kohteen virallinen nimi on Cha 1107-7626, ja tämä vapaasti vaeltava planeetta on vielä muodostumisvaiheessa keräten ainetta sitä ympäröivästä kaasu- ja pölykiekosta. Uuta materiaa kertyy jatkuvasti planeetalle prosessissa, jota kutsutaan akkretio- tai kasautumisprosessiksi. Almendros-Abadin johtama ryhmä on nyt kuitenkin havainnut, että nuoren planeetan kasvu ei ole tasaista.

Elokuuhun 2025 mennessä planeetta kasvoi noin kahdeksan kertaa nopeammin kuin vain muutama kuukausi aiemmin, eli nyt kuusi miljardia tonnia sekunnissa! ”Tämä on voimakkain planeetan massaisen kappaleen massan kasvu, joka on koskaan mitattu”, Almendros-Abad sanoo. Löytö, joka on hyväksytty julkaistavaksi The Astrophysical Journal Letters -lehdessä, tehtiin ESO:n VLT-teleskoopin X-shooter-spektrografilla, joka sijaitsee Chilen Atacaman autiomaassa. Tutkimusryhmä käytti tutkimuksessa myös Yhdysvaltojen, Euroopan ja Kanadan avaruusjärjestöjen ylläpitämän James Webb -avaruusteleskoopin dataa sekä ESO:n VLT-teleskoopin SINFONI-spektrografin arkistohavaintoja.

"Vapaasti vaeltavien planeettojen alkuperä on edelleen arvoitus. Ovatko ne kaikkein pienimpiä tähtien tavoin muodostuneita kappaleita, vai jättiläisplaneettoja, jotka ovat sinkoutuneet pois omista syntypaikoistaan?", Aleks Scholz, yksi artikkelin kirjoittajista kysyy. Hän on tähtitieteilijä St Andrewsin yliopistosta Yhdistyneestä kuningaskunnasta. Tulokset viittaavat siihen, että ainakin jotkut vapaasti vaeltavat planeetat saattavat olla muodostuneet samalla tavalla kuin tähdet, koska vastaavia äkillisen massan kasvun pyrähdyksiä on havaittu aiemmin nuorissa kehityskaarensa alussa olevissa tähdissä. Kuten yksi artikkelin kirjoittajista, Belinda Damian, joka on myös tähtitieteilijä St Andrewsin yliopistossa, kertoo: "Tämä löytö hämärtää tähtien ja planeettojen välistä rajaa ja antaa meille kurkistuksen vapaasti vaeltavien planeettojen varhaisimpiin muodostumisvaiheisiin."

Vertaamalla ennen purkausta ja sen aikana emittoitua valoa, tähtitieteilijät saivat lisätietoa kertymisprosessin luonteesta. Huomattiin, että magneettinen aktiivisuus näyttää vaikuttaneen dramaattiseen massan kasvuun. Tämä on prosessi, mikä on aiemmin havaittu vain tähdissä. Tämä viittaa siihen, että jopa pienimassaisilla kohteilla voi olla voimakkaita magneettikenttiä, jotka kykenevät aiheuttamaan tällaisia massan kertymistapahtumia. Tutkimusryhmä havaitsi myös, että planeetan ympärillä olevan kiekon kemiallinen koostumus muuttui massan kasvun aikana. Sen aikana havaittiin vesihöyryä, mutta ei sitä ennen. Sama ilmiö on havaittu tähdillä, mutta ei koskaan missään planeetalla.

Vapaasti vaeltavat planeetat ovat vaikeasti havaittavia, koska ne ovat hyvin himmeitä, mutta tuleva ESO:n Extremely Large Telescope, eli ELT-teleskooppi voi olla tässä apuna. Sen tehokkaiden instrumenttien ja jättimäisen pääpeilin avulla tähtitieteilijät pystyvät löytämään ja tutkimaan näitä yksinäisiä planeettoja lisää. Tämä auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin, kuinka paljon ne muistuttavat tähtiä. Kuten yksi artikkelin kirjoittajista ESO-tähtitieteilijä Amelia Bayo toteaa: ”Ajatus siitä, että planeetta voi käyttäytyä kuin tähti, on hämmästyttävää ja saa meidät pohtimaan, millaisia oman kokemuksemme ulkopuolella olevat maailmat voivat syntyvaiheessaan olla.”

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään “Discovery of an Accretion Burst in a Free-Floating Planetary-Mass Object”, joka julkaistaan The Astrophysical Journal Letters (doi:10.3847/2041-8213/ae09a8) lehdessä. 

Uusi teoria ehdottaa "mustan aukon tähtiä" ratkaisuksi punaisten pisteiden arvoitukseen

KAK – James Webb -avaruusteleskooppi (JWST) on jälleen kerran haastanut käsityksemme maailmankaikkeudesta. Sen ottamissa kuvissa on havaittu pieniä, punaisia pisteitä, jotka eivät tunnu sopivan nykyisiin malleihin galaksien muodostumisesta. Nyt uusi teoria ehdottaa, että nämä kohteet voisivat olla aivan uudenlainen taivaankappale. Tutkijat käyttivät tästä nimitystä "mustan aukon tähti".

Taiteilijan näkemys ”mustan aukon tähdestä”. Kuva on kaaviollinen ja tähden keskellä on massiivinen musta aukko kertymäkiekkoineen. Piirros ei ole mittakaavassa, sillä mustan aukon ympärille kertynyt kaasukehä on paljon laajempi ja massiivisemmi kuin mitä kaavio antaa ymmärtää. Kaasukehä on juuri se minkä näemme punaisina pisteinä. Kuva © MPIA / Hda / T. Müller / A. de Graaff.

James Webb -teleskoopin kyky tehdä havaintoja kaukaa menneisyydestä on paljastanut joukon kohteita, jotka vaikuttavat olevan liian massiivisia sijaitakseen niin varhaisessa maailmankaikkeudessa. Nämä "pienet punaiset pisteet" eivät näytä sopivan perinteiseen malliin siitä, miten galaksit ja supermassiiviset mustat aukot niiden keskustoissa kehittyvät.

Yksi tällainen kohde, lempinimeltään "The Cliff", on erityisen mielenkiintoinen. Sen ominaisuudet eivät vastaa sitä, mitä odottaisimme nuorelta galaksilta.

Ratkaisuksi tähän arvoitukseen on ehdotettu uutta teoriaa, joka esittelee "mustan aukon tähdet". Nämä eivät ole tähtiä perinteisessä mielessä, vaan supermassiivisia mustia aukkoja, joita ympäröi paksu, myrskyisä kaasuvaippa.

Tässä mallissa musta aukko kerää ympärilleen valtavan määrän kaasua, joka muodostaa sen ympärille tiheän kuoren. Tämä kaasuvaippa peittää mustan aukon ja sen kertymäkiekon näkyvistä, ja sen sijaan näemme vain kaasun hehkun – punaisen pisteen. Tämä selittäisi, miksi kohteet näyttävät niin kirkkailta ja punaisilta, ja miksi ne vaikuttavat olevan niin massiivisia.

Jos teoria mustan aukon tähdistä osoittautuu todeksi, se mullistaisi käsityksemme varhaisesta maailmankaikkeudesta. Se voisi selittää, miten supermassiiviset mustat aukot kasvoivat niin suuriksi niin nopeasti universumin historian alkuvaiheessa.

 

Punaiset pisteet ja "The Cliff"

James Webb -avaruusteleskooppi on suunniteltu näkemään maailmankaikkeuden kaukaisimpiin ja varhaisimpiin kolkkiin. Tutkiessaan näitä varhaisia vaiheita, noin 700 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, teleskooppi on löytänyt lukuisia kohteita, joita on alettu kutsua punaisiksi pisteiksi.

Nämä kohteet ovat hämmentäneet tutkijoita, koska ne näyttävät olevan liian kehittyneitä ja massiivisia ollakseen olemassa niin varhain maailmankaikkeuden historiassa. Niiden punainen väri viittaisi vanhoihin tähtiin, mutta niiden kirkkaus ja koko eivät sovi yhteen tunnettujen galaksimallien kanssa.

"The Cliff" erottui punaisten pisteiden joukosta selvästi. Sen valon spektri on äärimmäisen poikkeava. Spektrissä näkyi jyrkkä pudotus, jota kutsutaan Balmerin harppaukseksi. Tämä ilmiö liittyy vetyatomien ionisoitumiseen, ja "The Cliffillä" se oli kaksi kertaa voimakkaampi kuin missään aiemmin havaitussa kaukaisessa kohteessa. Tällainen voimakas signaali viittasi siihen, että valo ei tule tavanomaisesta tähtien joukosta, vaan yhdestä, massiivisesta lähteestä.

Koska "The Cliffin" kaltaisten kohteiden ominaisuudet eivät sopineet yhteen olemassa olevien teorioiden kanssa, tutkijoiden oli ajateltava laatikon ulkopuolelta. Perinteiset selitykset eivät riittäneet.

Tutkijaryhmä kehitti uuden mallin, mustan aukon tähden. Tässä mallissa ei ole kyse tähdestä sanan perinteisessä merkityksessä, vaan supermassiivisesta mustasta aukosta, jota ympäröi tiheä ja myrskyisä vetykaasuvaippa. Kaasuvaippa syntyy nopeasti materian kertymisestä musta aukon ympärille. Se kuumenee ja emittoi sähkömagneetista säteilyä lähes kaikilla aallonpituuksilla. Tämä kuuma kaasuvaippa peittää alleen mustan aukon ja sen kuuman kertymäkiekon. Kaasun läpi kulkeva valo muuttuu ja saa aikaan juuri sellaisen voimakkaan ja jyrkän Balmerin harppauksen, joka "The Cliff" -kohteessa havaittiin. Simulaatiot, jotka perustuivat tähän malliin, vastasivat erittäin tarkasti "The Cliffin" havaittua spektriä. Tämä antoi vahvaa tukea teorialle, että kyseessä voisi olla aivan uudenlainen taivaankappale.

"Mustan aukon tähti" -malli on tällä hetkellä vahvin ehdokas selittämään "The Cliffin" kaltaisten äärimmäisten kohteiden olemassaolon. Se tarjoaa elegantin ratkaisun siihen, miksi nämä kohteet näyttävät yhdeltä massiiviselta, punaiselta ja kylmältä "tähdeltä" monien erillisten tähtien sijaan. Malli voisi myös selittää, miten supermassiiviset mustat aukot kasvoivat niin nopeasti varhaisessa maailmankaikkeudessa.

On kuitenkin tärkeää muistaa, että malli on vielä uusi ja hypoteettinen. Se vaatii lisää havaintoja ja tutkimusta vahvistuakseen.

Ennen "mustan aukon tähti" -mallia "pienille punaisille pisteille" on ehdotettu myös muita selityksiä:

Erittäin tiheät ja pölyiset nuoret galaksit: Yksi johtavista teorioista oli, että kohteet ovat äärimmäisen tiheitä ja pienikokoisia galakseja, joissa syntyy valtavasti uusia tähtiä. Tässä mallissa galaksit olisivat niin paksun pölyvaipan peitossa, että vain punainen valo pääsisi siitä läpi, mikä selittäisi niiden värin. Ongelmana tässä mallissa on, että se vaatisi tähtien syntyvän niin kiivaaseen tahtiin, että se haastaa nykyiset mallit galaksien muodostumisesta.

Aktiiviset galaksiytimet (AGN): Toinen vaihtoehto on, että kohteet ovat supermassiivisia mustia aukkoja, jotka ovat galaksiensa keskustoissa ja keräävät aktiivisesti ainetta (AGN, Active Galactic Nucleus). Nämä kohteet olisivat myös paksun pölyn peitossa. Vaikka monissa "pienissä punaisissa pisteissä" onkin havaittu merkkejä aktiivisista galaksiytimistä, tämä teoria ei yksinään selitä "The Cliffin" kaltaisten kohteiden äärimmäisiä ominaisuuksia, kuten erittäin voimakasta Balmerin harppausta. Lisäksi monilta kohteilta puuttuu röntgen- ja radiosäteily, jota tyypillisesti odotettaisiin AGN-kohteilta.

Koska "mustan aukon tähti" on toistaiseksi hypoteettinen malli, tutkijoiden ensisijainen tavoite on kerätä lisää todistusaineistoa, joka joko tukee tai kumoaa sen. Suunnitelmat jatkotutkimuksille ovatkin monipuolisia ja keskittyvät juuri mallin heikkojen kohtien ja ennusteiden testaamiseen.

 

Suunnitelmat jatkotutkimuksille

Jatkotutkimusten päätavoite on erottaa "mustan aukon tähti" -kandidaatit muista mahdollisista selityksistä, kuten äärimmäisen pölyisistä galakseista tai perinteisistä aktiivisista galaksiytimistä (AGN).

Ensimmäinen askel on käydä läpi kaikki James Webb -teleskoopin keräämä data ja etsiä järjestelmällisesti lisää "The Cliffin" kaltaisia kohteita, joilla on poikkeuksellisen voimakas spektri. Mitä suurempi otos samankaltaisia kohteita löydetään, sitä paremmin niiden yhteisiä ominaisuuksia voidaan tutkia ja verrata teorioihin.

Tutkijat pyrkivät myös saamaan entistä tarkempia ja syvempiä spektrejä "The Cliffistä" ja muista mahdollisista kandidaateista. Tavoitteena on etsiä heikkoja merkkejä kaasun liikkeestä ja koostumuksesta. Tällainen data voisi paljastaa yksityiskohtia kaasun nopeudesta ja lämpötilasta, mikä auttaisi varmistamaan, onko kyseessä kaoottinen kaasuvaippa vai esimerkiksi järjestäytyneemmin pyörivä galaksin kiekko.

Näiden jatkotutkimusten avulla tiedeyhteisö pyrkii pala palalta kokoamaan palapeliä ja selvittämään, onko James Webb -avaruusteleskooppi todella löytänyt ensimmäiset todisteet täysin uudentyyppisestä taivaankappaleesta.

 

Lähteet

[1] “Black Hole Stars” could solve JWST riddle of overly massive early galaxies” Max Plancj Institute:n lehdistötiedote, 12.9.2025.

[2] "A remarkable ruby: Absorption in dense gas, rather than evolved stars, drives the extreme Balmer break of a little red dot at z = 3.5", by A. de Graaff et al. Published in Astronomy & Astrophysics, 2025, 701, A168.

 

 

3I/ATLAS on tavanomaisen kokoinen

KAK / ESA lehdistötiedote — Kansainvälinen tutkimusryhmä, johtajanaan David Jewitt (Department of Earth, Planetary and Space Sciences, UCLA, Los Angeles, CA 90095), on ottanut kaikkien aikojen terävimmän kuvan odottamattomasta tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS käyttämällä NASA:n/ESA:n Hubble-avaruusteleskooppia.

Tämä kuva tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS otettiin Hubble-avaruusteleskoopin laajakenttäkameralla 21. heinäkuuta 2025. Mittakaavapalkki on merkitty kaarisekunneissa. Pohjois- ja itäkompassinuolet osoittavat kuvan suunnan taivaalla. Tämä kuva on otettu näkyvän valon (max. 587,4 nm) aallonpituudella. Kuva: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA); kuvankäsittely: J. DePasquale (STScI).

Hubble-havaintojen ansiosta tähtitieteilijät voivat arvioida tarkemmin komeetan jäisen ytimen kokoa. Ytimen halkaisijan yläraja on 5,6 kilometriä, vaikka se voisi olla vain 320 metriä, tutkijat raportoivat. Hubble-kuvat asettavat tiukemmat rajoitukset ytimen koolle kuin aiemmat maanpäälliset arviot. Komeetan kiinteää ydintä ei voi tällä hetkellä havaita suoraan edes Hubblen avulla. Muiden observatorioiden, kuten NASA/ESA/CSA:n James Webb -avaruusteleskoopin, havainnot tulevat tarkentamaan tietojamme komeetasta, koon lisäksi myös sen kemiallisesta koostumuksesta.

Hubble kuvasi komeetan Auringon lämmittämältä puolelta purkautuvan pölypilven ja ytimestä poispäin virtaavan pölypyrstön. Tutkimustietojen mukaan massahäviö vastaa komeettoja, jotka havaitaan ensimmäisen kerran noin 480 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta. Pölymäärä on yhtäläinen aiemmin havaittujen Aurinkokuntaan kuuluvien ja Aurinkoa lähestyvien komeettojen massahäviön kanssa. Suuri ero on siinä, että tämä tähtienvälinen vierailija on peräisin jostain toisesta tähtikunnasta muualta Linnunradastamme.

3I/ATLAS kulkee Aurinkokuntamme läpi noin 58 km/s nopeudella, mikä on suurin koskaan mitattu vierailevalle kappaleelle. Tämä vauhti on todiste siitä, että komeetta on ajelehtinut tähtienvälisen avaruuden halki miljardeja vuosia. Useiden tähtien ja tähtisumujen ohitusten gravitaatiovaikutus on kiihdyttänyt komeetan nopeutta. Mitä kauemmin 3I/ATLAS on ollut tähtienvälisessä avaruudessa, sitä suuremmaksi sen nopeus on kasvanut.

Tutkimus julkaistaan The Astrophysical Journal Letters -lehdessä. Se on jo saatavilla täällä.

Tähtitieteilijät löysivät uuden sednoidin

KAK – Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt ^[4] uuden sednoidin. Nimitys sednoidi tulee Sedna kuiperoidista, joka kiertää kaukana Neptunuksen radan ulkopuolella. Löydetty kiertolainen tunnetaan tunnuksella 2023 KQ14 ja siitä on käytetty ei-niin virallista nimeä Ammoniiti. Kansainvälinen tähtitietelijöiden unioni nimeää virallisesti löydetyn kappaleen myöhemmin.

Tekoälyn luoma havainnekuva ”Ammoniitista” Kuva: Ying-Tung Chenin (ASIAA) 

Kohde löydettiin osana FOSSIL-tutkimusprojektia ^[3] (Formation of the Outer Solar System: An Icy Legacy). Kohde löydettiin Subaru-teleskoopilla ^[2] maalis-, touko- ja elokuussa 2023 tehtyjen havaintojen avulla.  Ensimmäisten havaintojen jälkeen heinäkuussa 2024 Kanada-Ranska-Havaiji-teleskoopilla tehdyt seurantahavainnot ja tunnistamattomien havaintojen etsintä muiden observatorioiden vanhoista tiedoista mahdollistivat tähtitieteilijöiden seurata kohteen kiertorataa 19 vuoden ajan. Erikoisen kaukaisen kiertoratansa ^[1] vuoksi 2023 KQ ₁₄ on luokiteltu "sednoidiksi", joten se on vasta neljäs tunnettu esimerkki tästä harvinaisesta kohdetyypistä.

Ammoniitin (punainen) kiertorata ja kolmen muun sednoidin kiertoradat. Keskellä oleva syaani ympyrä edustaa Neptunuksen kiertorataa. Kuva: Ying-Tung Chen (ASIAA).

Se, että 2023 KQ ₁₄ kiertorataa muiden sednoidien radoista, viittaa siihen, että ulompi aurinkokunta on monimuotoisempi ja monimutkaisempi kuin aiemmin on ajateltu. Tämä löytö asettaa myös uusia rajoituksia hypoteettiselle yhdeksännelle planeetalle. Jos yhdeksäs planeetta on olemassa, sen kiertoradan on sijaittava kauempana kuin tyypillisesti ennustetaan.

Japanin kansallisen tähtitieteellisen observatorion tohtori Yukun Huang, joka suoritti kiertoradan simulaatioita, kommentoi: ”Se, että 2023 KQ ₁₄ :n nykyinen kiertorata ei ole linjassa kolmen muun sednoidin kiertoradan kanssa, vähentää yhdeksännen planeetan hypoteesin todennäköisyyttä. Huang kuitenkin selittää lausuntoaan seuraavasti: ”On mahdollista, että Aurinkokunnassa on joskus ollut planeetta, mutta se on myöhemmin sinkoutunut ulos, mikä on aiheuttanut nykyään näkemämme epätavalliset kiertoradat.”

Tämän löydön merkityksestä tohtori Fumi Yoshida toteaa: ”2023 KQ ₁₄ löydettiin kaukaiselta alueelta, jossa Neptunuksen gravitaatiolla on vain vähän vaikutusta. Pitkänomaisten kiertoratojen ja pitkien perihelin etäisyyksien omaavien kohteiden läsnäolo tällä alueella viittaa siihen, että muinaisena aikana, kun 2023 KQ ₁₄ muodostui, tapahtui jotain poikkeuksellista. Näiden ainutlaatuisten, kaukaisten kohteiden kiertoradan kehityksen ja fysikaalisten ominaisuuksien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää Aurinkokunnan koko historian ymmärtämiseksi. Tällä hetkellä Subaru-teleskooppi on yksi harvoista maapallon teleskoopeista, jotka pystyvät tekemään tällaisia löytöjä. Olisin iloinen, jos FOSSIL-tiimi voisi tehdä paljon lisää tällaisia löytöjä ja auttaa piirtämään täydellisen kuvan Aurinkokunnan historiasta.”

Tämä animaatio näyttää 2023 KQ14:n ("ammoniitti") liikkeen useiden tuntien ajan. Kuva: NAOJ, ASIAA

Tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja ASIAA:n tukitieteilijä, tohtori Ying-Tung Chen, huomautti, että ammoniitti on neljäs löydetty Sednan kaltainen kohde. Tri Chen korosti, että vaikka aiemmin tunnetuilla Sednan kaltaisilla kohteilla on suunnilleen samanlaiset kiertoradat, Ammoniitin kiertorata on suunnaltaan vastakkainen. Jos yhdeksäs planeetta olisi olemassa, on tutkittava syytä, miksi Ammoniitin kiertorata ei ole sama kuin muiden sednoidien kiertorata. Ammoniitin olemassaolo rajoittaa myös yhdeksännen planeetan mahdollisia kiertorataparametreja. "Ammoniitin löytäminen on kuin puuttuvan palan löytämistä aurinkokunnan rajaseudulta", tri Chen sanoi. "Se laajentaa ymmärrystämme erittäin kaukaisten transneptunisten kohteiden kiertoratojen jakautumisesta."

”Ammoniitin löytämisen merkitys ulottuu paljon yhden kaukaisen kohteen lisäämistä pidemmälle”, sanoo vastaava kirjoittaja ja ASIAA:n tutkija, tohtori Shiang-Yu Wang. ”Ammoniitin kiertorata kertoo meille, että jokin muovasi ulkoaurinkokuntaa jo hyvin varhaisessa vaiheessa. Olipa kyseessä sitten ohikulkeva tähti tai piilossa oleva planeetta, tämä löytö tuo meidät lähemmäksi totuutta.”

 

Lähteet

https://www.nao.ac.jp/en/news/science/2025/20250715-subaru.html

https://press.asiaa.sinica.edu.tw/ASIAA_TAIWAN_News/250715

https://subarutelescope.org/en/results/2025/07/14/3574.html

 

Viitteet

[1] Radan periheli on q = 66 au:n etäisyydellä Auringosta ja sen kiertoradan isonakselin puolikas on a= 252 au, radan inklinaatio on noin i= 11° ekliptikan suhteen. Simulaatioiden perusteella sen rata on olut stabiili jo 4,5 miljardin vuoden ajan. Vaikka sen nykyinen kiertorata eroaa muiden sednoidien kiertoradoista, simulaatiot viittaavat siihen, että niiden kiertoradat olivat huomattavan samankaltaisia noin 4,2 miljardia vuotta sitten.

Sednan kaltaisten kohteiden tunnusomainen piirre on niiden periheli – lähimpänä Aurinkoa niiden kiertoradoilla oleva piste – joka sijaitsee kaukana Neptunuksen kiertoradasta (noin 30 AU). Aikaisemmin ainoat tunnetut näin kaukana Auringosta sijainneet kohteet olivat Sedna (periheli ~76 AU), 2012 VP₁₁₃ (periheli ~80 AU) ja Leleakuhonua (periheli ~65 AU).

[2] Subaru-teleskooppin pääpeilin halkaisija on 8,2 metriä ja se sijaitsee Maunakealla Havaijilla.

[3] Tämä kansainvälinen tutkimus on osa Formation of the Outer Solar System: An Icy Legacy (FOSSIL) -projektia. Tiimiin kuuluu tutkijoita Taiwanin National Central Universitystä, NAOJ:sta, japanilaisesta Kinki-yliopistosta, Kanadan kansallisesta tutkimusneuvostosta, Korea Astronomy and Space Science Institutesta, Nanjingin yliopistosta Kiinasta ja muista laitoksista. Taiwanilaisia projektin jäseniä tukevat Academia Sinica ja National Science and Technology Council.

[4] Chen, YT., Lykawka, P.S., Huang, Y. et al. Discovery and dynamics of a Sedna-like object with a perihelion of 66 au. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02595-7

 

Etelä-Atlantin anomalian arvoitus ei tunnu ratkeavan

KAK – Olet varmaan joskus kuullut uutisia Etelä-Atlantin anomaliasta. Anomaliasta käytetään SAA-lyhennettä, joka tulee englanninkielisestä nimityksestä South Atlantic Anomaly. Se on alue, jossa Maan ympärillä oleva Van Allenin vyöhyke pääsee lähestymään maanpintaa epätavallisen lähelle. Osaltaan tähän vaikuttaa se, että maapallon magneettinen keskipiste ei ole planeettamme massakeskipisteen kohdalla, vaan on siirtynyt enemmän itäiselle pallon osalle. Tästä seuraa anomalian perusasetelma: magneettikenttä on heikompi Etelä-Atlantin ja Etelä-Amerikan yläpuolella.

Etelä-Atlantin anomalia vuodelta 2023. jossa sinisellä osoitetaan heikentyneen magneettikentän alue. Nyt viisi vuotta myöhemmin muutoksia on jonkin verran tapahtunut, alue on hieman laajentunut ja siirtynyt jonkin verran länteen. Afrikan lounaispuoleinen ”magneettinen tasku” on edelleen jonkin verran heikentynyt lisää.

 Tässä ei kuitenkaan ole koko kuva ilmiöstä. Tieteellisesti SAA on hyvin mielenkiintoinen, sillä siinä tapahtuu hyvin nopeita, muutaman vuoden aikajaksolla havaittavia, muutoksia. Muutaman viime vuoden aikana SAA on laajentunut ja muuttanut muotoaan mutta myös siirtynyt länttä kohti 0,3° vuodessa. Liikkumisen myötä Afrikan lounaispuolelle on syntynyt ”magneettinen tasku” jossa magneettikentän voimakkuus on aikaisempaa heikompi. Syytä muutoksille ei tiedetä, mutta niiden arvellaan johtuvan Maan ulkoytimen sulassa raudassa tapahtuneita virtauksen muutoksia. Nämä muutokset voivat olla myös syynä magneettisen etelänavan (lähellä maantieteellistä pohjoisnapaa) siirtymistä itäiselle pallonpuoliskolle kohti Siperiaa.

Maapallon magneettikenttä ei ole perusdipolikenttä, vaan siinä on paikallisia anomalioita, siis poikkeavuuksia niin suunnan kuin kentänvoimakkuuden suhteen. SAA on näistä poikkeavuuksista merkittävin ja nopeimmin muuttuva. Ilmiönä magneettiset anomaliat ei kuitenkaan ole nykypäivänä syntyneet, vaan niitä on ollut yhtä kauan olemassa kuin maapallolla on magneettikenttä ollut. Ja kuten tiedetään, voimakkaimmillaan anomalioiden kehitys on johtanut siihen, että globaalin magneettikentän magneettinen suunta on ollut päinvastainen nykyiseen verrattuna, joskin suhteellisen lyhyen aikaa kerrallaan. Mitään Auringon kaltaista magneetista sykliä maapallon magneettikentästä ei ole havaittu vaan suunnanmuutokset ovat enemmän tai vähemmän satunnaisia ja kehittynevät näiden anomalioiden seurauksena.

SAAn alue mahdollistaa Auringosta peräisin olevan hiukkassäteilyn tunkeutumisen epätavallisen syvälle maapallon magneettikenttään ja osittain jopa Van Allenin vyöhykkeiden sisäpuolelle. Ilmakehä kuitenkin suojaa maapallon pinnan elämää säteilyn haittavaikutuksilta, mutta kiertoradalla olevat satelliitit ovat vaarassa vaurioitua säteilyn vaikutuksesta. Näin tapahtuu edelleenkin hyvin usein, vaikka nykyisin satelliittien elektroniikka rakennetaan ja ”kovennetaan” säteilyä kestäviksi. Silti taloudelliset menetykset ovat edelleen merkittäviä satelliittien menettämisen ja toiminnan keskeytymisen vuoksi.

SAA-alueen tulevaisuutta on vaikea ennustaa, koska sen syntymekanismia ei tunneta. On mahdollista, että anomalia tulevaisuudessa heikkenee (magneettikenttä vahvistuu normaaliin suuntaan) tai siirtyy aivan toiseen paikkaan. On myös mahdollista toisen suuntainen kehitys, jolloin anomalian magneettikenttä edelleen heikkenee ja laajenee. Joka tapauksessa maapallon magneettikentässä tulee aina olemaan eri asteisia anomalioita.

Lähteet

[1] https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/rosat/gallery/display/saa.html

[2] https://fi.wikipedia.org/wiki/Etel%C3%A4-Atlantin_anomalia

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/South_Atlantic_Anomaly

[4] https://earth-planets-space.springeropen.com/articles/10.1186/s40623-020-01252-9

 

Pitkään odotettu havainto: Betelgeusella on kumppani

KAK – NOIRLab tiedote 21.7.2025 – Tähtitieteilijät ovat löytäneet tähden, joka kiertää uskomattoman tiukasti Betelgeusesta käyttäen NASAn ja Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön rahoittamaa Alopeke-instrumenttia Gemini North -observatoriossa ^[3]. Tämä löytö ratkaisee pitkään jatkuneen mysteerin tähden vaihtelevasta kirkkaudesta ja tarjoaa tietoa muiden muuttuvien punaisten superjättiläisten taustalla olevista fysikaalisista mekanismeista.

Tässä valokuvassa Betelegeusen kumppanitähti näkyy sinisenä läikkänä. Vaikka kuva näyttääkin piirrokselta, se on kuitenkin oikea valokuva.
Kuva International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA. Image Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab).

Betelgeuse on yksi yötaivaan kirkkaimmista tähdistä ja Maata lähin punainen superjättiläinen. Sen tilavuus on valtava, sillä sen säde on noin 700-kertainen kuin Auringon. Tähden ikä on noin kymmenen miljoonaa vuotta. Ihmiset ovat havainneet Betelgeusea Orionin tähdistön olkapäässä paljain silmin jo vuosituhansien ajan ja huomanneet, että tähden kirkkaus muuttuu ajan myötä. Tähtitieteilijät ovat havainneet, että Betelgeusella on noin 400 vuorokauden päävaihtelujakso ja pidempi, noin kuuden vuoden pituinen toissijainen jakso.

Vuosina 2019 ja 2020 Betelgeusen kirkkaus väheni jyrkästi. Tapahtumaa kutsutaan nimellä "Suuri himmennys". Tapahtuma sai jotkut uskomaan, että tähti on muuttumassa supernovaksi nopeasti lähestymässä, mutta tutkijat pystyivät toteamaan, että himmeneminen johtui itse asiassa Betelgeusesta sinkoutuneesta suuresta pölypilvestä.

Suuren himmennyksen mysteeri ratkesi, mutta tapahtuma herätti uuden kiinnostuksen Betelgeusen tutkimiseen, mikä johti tähden arkistotietojen uusiin analyyseihin. Eräs analyysi sai tutkijat ehdottamaan, että Betelgeusen kuuden vuoden vaihtelun syy on kumppanin olemassaolo ^[1]. Mutta kun Hubble-avaruusteleskooppi ja Chandra-röntgensäteilyobservatorio etsivät tätä kumppania, havaintoja siitä ei tehty.

Speckle-kuvaus on tähtitieteellinen kuvaustekniikka, jossa käytetään hyvin lyhyitä valotusaikoja Maan ilmakehän aiheuttamien vääristymien poistamiseksi kuvista. Tämä tekniikka mahdollistaa korkean resoluution, ja kun se yhdistetään Gemini Northin 8,1 metrin peilin valonkeräystehoon, Betelgeusen himmeä seuralainen voitiin havaita suoraan.

Seuratähden valon analyysin avulla vanhempi tutkija Steve Howell ja hänen ryhmänsä pystyivät määrittämään kumppanin ominaisuudet. He havaitsivat, että se on optisella aallonpituusalueella kuusi magnitudia himmeämmäksi kuin mitä Betelgeuse on, että sen arvioitu massa on noin 1,5 kertaa suurempi kuin Auringon massa ja että se näyttää olevan A- tai B-tyypin esi-pääsarjan tähti, siis hyvin kuuma ja sinivalkoinen tähti, jonka ytimessä vedyn fuusio ei ole vielä alkanut.

"Gemini Northin kyky saavuttaa suuri kulmatarkkuus ja terävät kontrastit mahdollistivat Betelgeusen seuralaisen suoran havaitsemisen", Howell sanoo. Lisäksi hän selittää, että "Alopeke teki sen, mitä mikään muu teleskooppi ei ole aiemmin tehnyt."

Tämä havainto antaa selkeämmän kuvan Betelgeusen (punaisen superjättiläinen) aikaisemmasta kehityksestä ja tulevista tapahtumista. Betelgeuse ja sen seurantatähti syntyivät todennäköisesti samaan aikaan. Kumppanin kehityskaari jäänee lyhyeksi, sillä voimakkaat vuorovesivoimat saavat sen kierteisesti syöksymään Betelgeuseen ja tuhoutumaan, minkä tutkijat arvioivat tapahtuvan seuraavien 10 000 vuoden aikana.

Havainto auttaa myös selittämään, miksi samankaltaisten punaisten superjättiläistähtien kirkkaudessa saattaa tapahtua jaksottaisia muutoksia useiden vuosien mittaisella aikavälillä. Howell kertoo toivovansa lisätutkimuksia tällä alalla: "Tämä havainto oli äärirajoilla siitä, mitä Geminillä voidaan tehdä korkean kulmatarkkuuden kuvauksen osalta, ja se onnistui. Tämä avaa nyt oven muille samanlaisille havaintoharrastuksille."

Gemin North observatorio Havajilla. Kuva International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. Chu

Martin Still, NSF:n kansainvälisen Gemini-observatorion ohjelmajohtaja lisää: "Kansainvälisen Gemini-observatorion tarjoamat speckle-ominaisuudet ovat edelleen vaikuttava työkalu, joka on avoin kaikille tähtitieteilijöille monenlaisiin tähtitieteen sovelluksiin. Satoja vuosia kestäneen Betelgeuse-ongelman ratkaisun toimittaminen jää mieleenpainuvaksi huippusaavutukseksi."

Toinen tilaisuus tutkia Betelgeuseksen kumppania tarjoutuu marraskuussa 2027, kun se on suurimmalla etäisyydellä Betelgeusesta ja on siten helpoin havaittavissa. Howell ja hänen tutkimusryhmänsä odottavat innolla Betelgeusesta tehtäviä havaintoja ennen tätä tapahtumaa ja sen aikana, jotta seuralaisen luonne voitaisiin määritellä paremmin.

 

Viitteet

[1] Kahdessa vuonna 2024 julkaistussa julkaisussa käytettiin vuosikymmenten havaintoja Betelgeusesta monilta tarkkailijoilta eri puolilta maailmaa ennustamaan seurantatähden kiertorata ja sijainti, vaikka sitä ei havaittu suoraan (ks. DOI: 10.3847/1538-4357/ad93c8 ja DOI: 10.3847/1538-4357/ad87f4).

[2] Tutkimus esitellään artikkelissa "Probable Direct Imaging Discovery of the Stellar Companion to Betelgeuse", joka ilmestyy The Astrophysical Journal Letters -lehdessä 24. heinäkuuta. DOI: 10.3847/2041-8213/adeaaf.

[3] Gemini North on Maunakea:lla (Havaiji) sijaitseva kansainvälisen Gemini-observatorion 8,1 m -teleskooppi. Geminillä on toinen samalainen teleskooppi Gemini South Cerro Pachó:lla Chilessä. Gemini-observatorio osittain NSF:n rahoittama ja NSF NOIRLab:n ylläpitämä.