JWST viivästyy jälleen

James Webbin avarusutteleskooppia suojaa auringonsäteilyltä
monikerroksinen varjostin. Suojassa auringonvalolta
kaukoputken pääpeili jäähtyy passiivisesti hyvin matalaan
lämpötilaana.. Kuva NASA.

NASA on ilmoittanut viivästyttävänsä uuden James Webb avaruusteleskoopin (JWST) laukaisua entisestään. Rakenteilla oleva teleskooppi vaatii lisätestauksia ja niiden vaatima aika on mahdollista saavuttaa vain viivästyttämällä laukaisua. NASAn ilmoituksen mukaan teleskooppi tullaan laukaisemaan avaruuteen toukokuussa 2020.

James Webb teleskooppi muodostuu passiivisesti jäädytetystä 6,5 metrin mosaiikkipeilistä. Laukaisun aikana peili on kasattu nippuun ja se avataan toimintavalmiuteen vasta sijoituspaikassaan noin 1,5 miljoonan km etäisyydellä maapallon yöpuolella Lagrangen pisteessä L1. Kokoonpano on välttämätön, sillä laukaisuun käytettävän Ariane 5 kantoraketin lastiruumaan ei mahdu laajempaa kuin 4,5 m rakenteita.

Teleskoopin peili ja havaintoinstrumentit ovat aurinkosuojan takana, joka on useampikerroksinen ohuesta aluminoiduista kalvoista muodostettu laaja varjostin. Peilin tulee olla mahdollisimman kylmä, sillä kaikki havainnot tehdään infrapunaisen valon aallonpituuksilla. Suojan taakse jäävät niin Aurinko kuin Maa ja Kuu, jotka kaikki ovat liian kirkkaita infrapunaisella aallonpituuksilla havaintoinstrumenteille.

 Laaja-alaisesti infrapunavalon aallonpituuksia voidaan käyttää havainnointiin vain avaruuteen sijoitetuilla laitteilla. Aivan lähi-infran aallonpituuksia voidaan käyttää maapinnalla olevilla laitteilla silloin, kun kaukoputket on sijoitettu usean kilometrin korkeuteen vuoristoon. Vuoristoissa suurin osa ilmakehästä ja ennen kaikkea ilmakehän sisältämästä vesihöyrystä on jäänyt alempiin ilmakerroksiin ja haittaa näin vain vähän havaintoja. Laaja-alaisesti ilmakehän läpi infrapunahavaintoja ei pystytä tekemään.

Infrapunaisilla aallonpituuksilla tehdyt havainnot ovat olleet jo pitkään hyvin tärkeitä tutkimukselle. Infrapunaisilla aallonpituuksilla saadaan tehtyä havaintoja esimerkiksi avaruuden pölypilvien sisältä, Linnunradan keskustan alueelta, Aurinkokunnasta ja varhaisen maailmankaikkeuden kehittymisestä.

Komeetat ei selitä Tabbyn tähden himmenemistä

Viimevuoden lopulla otsikoihin nousi kirkkauttaan menettäneen tähden omituinen valokäyrä ja ennen kaikkea se, millä sitä yritettiin selittää. Kyseisen tähden KIC 8462852^[1] (joka tunnetaan myös nimellä Tabbyn tähti tutkijan Tabetha Boyajian’in mukaan) kirkkaus näytti vaihtelevan epäsäännöllisesti. Kirkkaushavaintoja tähdestä tehtiin Kepler-avaruuskaukoputkella^[2] vuosina 2009–2013.

Epäsäännölliselle himmenemiselle tutkijat eivät löytäneet luontevaa selitystä. Tabetaha Boyajian (Yalen yliopisto) tutkimusryhmä arvioi tähteä kiertävän suuren komeettapilven selittävän epäsäännölliset himmenemiset.

Selitys olisikin ehkä ”nielaistu” sellaisenaan ellei Jason Wright (Pensyvania State yliopisto) tutkimusryhmineen olisi julkaissut lehtiartikkelia aiheesta. He esittivät himmenemisen syyksi muukalaissivilisaatiota, joka olisi rakentanut tähtensä ympärille valtavan satelliiteista koostuvan megarakenteen tähden energian keräämiseksi. Artikkeli ”räjäytti potin”. Lähes jokainen kynnelle kykenevät tiedostusvälinen julkaisi oman version Wright’in selityksestä.

Tässä vaiheessa Braley Schaefer (Lousiana State yliopisto) jatkoi aiheen ja himmenemisen tutkimusta. Boyajian tutkimusryhmä oli etsinyt tähden aikaisemmista himmentymisistä Harvard yliopiston skannatuista lasilevyvalokuvista löytämättä mitään merkittävää. Schaefer ei kuitenkaan ollut aivan vakuuttunut asiasta ja etsi viiden vuoden keskiarvoista pitkäkestoisia himmenemisiä. Se mitä hän löysi, oli todellinen yllätys: tähden kirkkaus oli vähentynyt noin 20 % vuodesta 1890 vuoteen 1989.

Varmistaakseen löytönsä Schaefer meni Havardiin mittaamaan alkuperäisistä lasilevyistä tähden kirkkauden muutoksia. Harva tähtitieteilijä osaa enää tehdä tarkkoja tähtien kirkkausmittauksia lasilevyistä. Schaefer on yksi niistä harvoista. Tulos oli sama kuin skannatuista kuvista mitattu: tähti on todellakin himmentynyt noin 20 %.

Schaeferin saama tulos oli merkittävä, se kumosi molemmat aikaisemmin esitetyt selitysyritykset. Ensiksi Schaefer laski tarvittavien komeettojen määrän. Komeettoja, joiden koko olisi yli 200 km, pitäisi olla vähintään 648 000 kappaletta. Komeettojen koko ja määrä tekee selityksestä hyvin epätodennäköisen.

Toinen kumoutunut selitys oli muukalaissivilisaatio. Ei tunnu kovinkaan todennäköiseltä, että vaikka kuinka kehittynyt kulttuuri olisi kysymyksessä, että se kykenisi rakentamaan vain vuosisadassa yli viidesosan tähden peittävän megarakennelman.

Megarakennelmaa vastaan on myös se merkittävä huomio, että tähden infrapunaisilla aallonpituuksilla ei ole havaittu minkäänlaista muutosta. Jos megarakennelma olisi todellisuutta, infrapunasäteilyn olisi pitänyt kasvaa niin paljon, että tähden bolometrinen säteilymäärä olisi pysynyt muuttumattomana.

Toistaiseksi tutkijat ovat siis ”huuli pyöreänä” ja ilman selitystä. Voi olla että Tabbyn tähti on uusin avaruuden ”omituisten otusten kerhon jäsen”, jolle teoreetikkojen tulee keksiä hyvä selitys. Lisätutkimuksia joka tapauksessa tarvitaan ennen kuin arvoitus on ratkaistu.

Huomautukset

[1] Tähti sijaitsee Joutsenen tähdistössä, kirkkaus 11,7^m , spektriluokka F3 V/IV (pääsarjan tähti), etäisyys 1480 valovuotta, säde 1,58 R_Sun . Tähtikartoissa ja luetteloissa tähdellä on tunnuksia: TYC 3162-665-1, 2MASS J20061546+4427248 (numerosarja kertoo tähden koordinaatit),
UCAC4 673-083862 ja WISE J200615.45+442724.7 .

[2] Kepler avaruuskaukoputken tehtävän oli tehdä mittauksia tähtien kirkkauksista. Se oli suunnattu vuosina 2009–2013 Joutsenen ja Lyyran tähdistön rajalle, jossa sen kuvakentässä oli ainakin 150 000 tähteä. Näistä tähdistä on löydetty yli tuhat eksoplaneetta ja hyviä kandidaatteja on vähintään 3500. Keplerin ohjausjärjestelmä rikkoontui vuonna 2013 ja nykyisin sen suuntaaminen alkuperäiseen kohteeseen ei enää ole mahdollista. Sen sijaan avaruuskaukoputki tekee tähtien kirkkausmittauksia ekliptikan tasossa noin kolmen kuukauden jaksoissa.

Alla Tabbyn tähden kirkkauskäyriä!

Uusia kuvia komeetta ISONista

Hubblen ottama kuva ISON-komeetasta
Marsin radan sisäpuolelta.
Kuva NASa, ESA ja STScI/AURA.

Avaruuskaukoputki Hubble on ottanut uusia kuvia C/2012 S1 (ISON) komeetasta,  joka saavuttaa ratansa perihelin marraskuun 28. Päivänä. Kuvaushetkellä, lokakuun 9. päivänä, komeetta oli jo Marsin radan sisäpuolella ja mitä ilmeisimmin hyvässä kunnossa. Auringon lämpö ei ole vielä aiheuttanut komeetalle mitään suurempia vaikutuksia haihtuvien kaasujen ja vapautuneen pölyn lisäksi.

 Komeetan etäisyys Maasta olisi lyhimmillään noin 25 miljoona kilometriä joulukuun 26. päivänä, jos se selviää periheliohituksestaan. Auringon lämpösäteily perihelin aikaisen hieman yli miljoonan kilometrin etäisyydeltä vastaa noin 2 000 °C lämpötilaista uunia ja kun ensikertaa Auringon lähelle tulevien komeettojen tiedetään olevan erittäin hauraita, komeetan selviämistä ei voi pitää mitenkään varmana.