Kaksi novaa yhtä aikaa taivaalla

KAK – Kesäkuussa 2025 tähtitieteen harrastajia ja ammattilaisia hemmoteltiin harvinaisella, mutta ei ainutlaatuisella näytöksellä: kaksi toisistaan riippumatonta novaa, V462 Lupi ja V572 Velorum, kirkastuivat samanaikaisesti niin voimakkaiksi, että ne olivat nähtävissä paljain silmin eteläisellä pallonpuoliskolla. Vaikka novat itsessään eivät ole äärimmäisen harvinaisia, paljain silmin nähtäviä on harvoin – ja kahden yhtäaikainen esiintyminen herätti ansaittua huomiota.

Nova (lat. "uusi") ei ole uusi tähti, vaan olemassa olevan tähden räjähdyksenomainen kirkastuminen. Kirkastuminen syntyy kaksoistähtijärjestelmissä, joissa toinen tähti on valkoinen kääpiö. Se vetää itseensä kaasua kumppanitähdeltään, joka on heliumleimahduksen kokenut ja samalla laajentunut punainen jättiläinen. Kun valkoisen kääpiön pinnalle kertynyt materia saavuttaa kriittisen massan, käynnistyy äkillinen termonukleaarinen fuusio, joka vapauttaa valtavasti energiaa ja saa koko järjestelmän kirkastumaan hetkellisesti jopa tuhansia tai kymmeniätuhansia kertoja.

Havainnekuva toistuvan novan kirkastumissyklistä. Ylärivissä: a) Edellisen purkauksen jälkeen valkoinen kääpiö alkaa kerätä kertymäkiekkoa kiertoradalle, b) josta se hiljalleen putoaa valkoisen kääpiön pinnalle. Kun massaa on kertynyt riittävästi c) pinnalla oleva kaasu (vetyä) on kuumentunut riittävästi (noin 10⁷ K) ja siinä tapahtuu nopea räjähdyksen omainen fuusioreaktio, joka näkyy kirkkaana muutaman viikon mittaisena kirkastumisena. Tämän jälkeen sykli alkaa alusta d). Piirros © Kari A. Kuure.

Nova eroaa supernovasta siinä, että räjähdys ei tuhoa valkoista kääpiötä – prosessi voi toistua. Osa novista onkin niin sanottuja toistuvia novia. Kirkkaimmillaan nova voi näkyä paljain silmin useiden päivien tai jopa viikkojen ajan ennen kuin sen kirkkaus hiljalleen hiipuu.

Sekä novat että supernovat ovat tähtien kehityskaaren dramaattisia loppuvaiheita, mutta niiden mittakaava ja seuraamukset eroavat merkittävästi. Supernova on joko massiivisen tähden ytimen lopullinen romahtaminen tai valkoisen kääpiön täydellinen tuhoutuminen. Nova on verrattain hillitty ilmiö – se ei tuhoa emokappaletta, mutta tarjoaa silti arvokkaan kurkistuksen tähtifysiikkaan.

Kesäkuussa 2025 havaittiin kaksi nova-ilmiötä, jotka molemmat kirkastuivat näkyviin paljain silmin:

• V462 Lupi (Nova Lupi 2025) löytyi 12. kesäkuuta kansainvälisen ASAS-SN-taivaskartoituksen avulla. Se kirkastui nopeasti ja saavutti kirkkaushuipun noin +5,5 magnitudin tienoilla 20. kesäkuuta. Nova sijaitsee Lupuksen eli Suden tähdistössä.
• V572 Velorum (Nova Velorum 2025) havaittiin 25. kesäkuuta, ja se nousi vieläkin kirkkaammaksi, saavuttaen +4,8 magnitudin arvion 27. kesäkuuta. Se sijaitsee Purjeen (Velorum) tähdistössä.

Molemmat tähdistöt ovat kaukana eteläisellä taivaalla ja siten eivät näy lainkaan Suomesta. Ilmiö oli siis täysin eteläisen pallonpuoliskon havaitsijoiden juhlaa.

Paljain silmin nähtävät novat ovat harvinaisia – niitä esiintynee muutaman vuoden välein. Se, että kaksi erillistä novaa näkyy taivaalla samanaikaisesti, on epätavallista mutta ei ainutkertaista. Vastaava tilanne on kirjattu esimerkiksi vuonna 2018, jolloin FM Circini ja V906 Carinae kirkastuivat lähelle samaan aikaan. Tästä huolimatta kyse on poikkeuksellisen kiinnostavasta tilanteesta, joka tuo ilmiön laajempaan yleisön tietoisuuteen.

Novapurkaus on tutkijoille mielenkiintoinen, sillä se tarjoaa mahdollisuuden tehdä havaintoja sellaisista ilmiöistä, joita muuten on lähes mahdotonta tutkia. Näitä ovat mm.:

• massan siirtymistä ja kaasun käyttäytymistä kaksoistähtijärjestelmissä
• termonukleaaristen reaktioiden käynnistymistä matalammissa massoissa
• shokkiaaltoja ja säteilyn kehitystä, jotka näkyvät mm. gammasäteilyssä ja radioalueella.

Lisäksi ne antavat tutkijoille tilaisuuden testata mallinnuksia ja seurata nopeita kehityskulkuja ajassa – toisin kuin monet tähtitieteelliset prosessit, jotka tapahtuvat vuosimiljoonien aikajänteillä.

Vaikka kaksi kirkasta novaa samaan aikaan ei ole täysin ainutlaatuinen tapahtuma, se on joka tapauksessa poikkeuksellinen tilaisuus tutkia kosmista dynamiikkaa. V462 Lupi ja V572 Velorum toivat taivaalle kesäkuussa kirkkaan muistutuksen siitä, että maailmankaikkeus on täynnä yllätyksiä – ja että tähtitiede ei katso vuodenaikoja eikä pallonpuoliskoja.

T CrB

Me täällä pohjoisessa odottelemme edelleen T CrB tähden novapurkausta, joka näyttää edelleen viipyvän, vaikka sitä on jo odotettu parin vuoden ajan. Tästä aiheesta olen kirjoittanut Avaruusmagasiinissa aikaisemmin mm. artikkeleissa Uusiutuvan novan T CrB purkaus lähestyy ja Kerran elämässä: T Coronae Borealis kirkastuu lähiaikoina.

Novan kirkastumisennusteita on korjailtu sen mukaan kuin purkausta ei ole tullut ja se on edelleen odotettavissa parin vuoden sisällä. Varhaisin ennuste vuodelta 1946 ehdottaa novapurkauksen tapahtuvan 2026–2027. Tuoreemmat ennusteet antavat lyhyempiä aikaikkunoita, jotka ulottuvat helmikuuhun 2027 asti. Saa nähdä kuinka käy.

 

 

Ei jälkeäkään KIII-sivilisaatiosta

Kaukaisessa avaruudessa, sen viimeisen korpimaan toisella
puolella, voi asustaa supersivilisaatio, joka käyttää energiaa
saman verran kuin mitä galaktinen superklusteri voi tuottaa.
Kuva  ESA/Hubble & NASA/ Josh Barrington.

Penn State yliopiston tutkijat ovat kartoittaneet 100 000 galaksia, etsien merkkejä teknisestä supersivilisaatiosta, joka tunnetaan KIII- tai Kardashev’in tyypin III sivilisaationa. Tutkijat käyttivät kartoitukseen Nasan WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) avaruuskaukoputkea, joka havaitsee galaksien säteilemää infrapunaista valoa.

Kuinka infrapunainen valo voi paljastaa supersivilisaation? Kaikki perustuu eri kehitysasteilla olevien sivilisaatioiden käyttämään energian määrää.

Termodynamiikan toisen pääsäännön mukaan käytetty energia muuttuu lämmöksi, joten jos teknisesti kehittynyt supersivilisaatio käyttää runsaasti energiaa, sen pitäisi näkyä galaksien ylimääräisenä lämpösäteilynä.

Ajatus sivilisaatioiden luokittelusta niiden käyttämän energian perusteella on peräisin vuodelta 1964, jolloin venäläinen astrofyysikko Nikolai Semjonovitš Kardašev (s. 1932) julkaisi aiheesta tutkielman^[1].  Hän määritteli sivilisaatiot kolmeen ryhmään:

Tyyppi I tuottaa käyttämänsä energia pääosin ydinfuusiolla. Kardashevin alkuperäisen määritelmän mukaan energian tuottoteho olisi tällöin 4×10¹² W ja tarvittava vetymäärä olisi noin 9×10⁹ kg vuodessa. Tarvittava vetymäärä saattaa tuntua suurelta, mutta vetyä maapallolla riittää. Kuutiokilometri (meri)vettä sisältää 10¹¹ kg vetyä ja maapallolla on 1,3×10⁹ km³ vettä. Näin ollen tyypin I energiatuotantoa ihmiskunta voisi pitää yllä ainakin kymmenkunta miljardia vuotta.

Maapallon vastaanottaman auringonsäteilyn teho on 174×10¹⁵ W (342 W/m²), joka on alkuperäistä Kardashevin energiatuotantorajaa merkittävästi suurempi. Lisäksi maapallon satelliittiradalle voitaisiin varustaa energia keräävien satelliittien verkosto, jonka kokoama energia siirrettäisiin maapallolle mikroaaltoteknologiaa hyväksi käyttäen. Näin ollen ihmiskunnalla on saatavissa merkittävät energiavarat, joiden turvin tyypin I sivilisaatio voitaisiin luoda.

Dysonin pallo koostuisi hirvittävästä määrästä energiaa
keräävistä satelliiteista. Kuva Wikimedia Commons.

Tyyppi II sivilisaatiot käyttävät energiaa Auringon säteilyteholla, siis noin 4×10²⁶ W. Näin suuren energiamäärän käyttäminen edellyttäisi, että keskustähden kaikki energia saataisiin kerättyä hyötykäyttöön. Teknisesti tämä voitaisiin tehdä siten, että tähden ympärille rakennettaisiin Freeman Dysonin (s. 1923) pallo energiaa keräävistä satelliiteista. Teoreettisesti Dysonin pallo olisi rakennettavissa, mutta käytännössä tekniset ongelmat estävät sen.

Energialähteenä voisi tietysti käyttää muitakin lähteitä kuin keskustähteä. Vaihtoehtoinen energialähde olisi esimerkiksi pyörivä musta aukko tai teollisessa toiminnassa syntynyttä antimateriaa.

Tyyppi III sivilisaatiot käyttävät energiaa koko galaksin verran, eli noin 4×10³⁷ W teholla. Koko galaksin tuottaman energian talteen ottaminen voi olla teknisesti mahdotonta, mutta supermassiivinen musta aukko tai kvasaarien emittoima energia voisi tällaiselle sivilisaatiolla olla oiva energianlähde.

Kardashevin asteikko ei sisällä tyypin 0 sivilisaatioita, mutta ryhmitys on ekstrapoloitavissa tähän suuntaan. Ihmiskunta voitaisiin näin ollen luokitella tyypin 0 sivilisaatioksi. Tunnettu fyysikko Michio Kaku (s. 1947) pitää mahdollisena, että ihmiskunta saavuttaa tyypin I tason 100–200 vuoden kuluessa. Tyypin II taso saavutetaan muutamassa tuhannessa vuodessa ja tyyppi III 100 000 – 1 000 000 vuodessa.

Astronomi Carl Sagan (1934–1996) puolestaan on kehittänyt matemaattisen kaavan, joka perusteella voidaan määrittää Kardashevin luokituksen mukainen sivilisaation taso desimaalilukuna. Saganin kaavalla laskettuna ihmiskunnan taso oli vuonna 2012 noin 0,724.

Sivilisaation siirtyessä tyypistä 0 tyyppiin I liittyy riski, että populaatio kasvaa planeetan kantokyvyn yli. Tällöin talousjärjestelmät, tuotanto ja populaationmäärä romahtavat tai jopa tuhoutuu täysin. Skenaario tunnetaan Malthusialaisena katastrofina 1700-luvulla eläneen väestötieteilijä Thomas Robert Malthusin (1766–1834) mukaan.

Kardashevin luokittelu on innostanut muitakin tutkijoita jo mainittujen Kakun ja Saganin lisäksi muokkaan siitä omat versionsa. Näitä jatkokehittelymalleja on ainakin viisi (+2) erilaista. Serbialainen tähtitieteilijä Milan Ćirković (s. 1971) on esittänyt, että tyyppi IV olisi sivilisaatio, jonka energiakäyttö olisi samaa luokkaa kuin koko galaksien superjoukon tuottama energia.

Yhteistä luokittelumalleille Kardashevin luokittelun kanssa on se, että kaikki edellyttävät sivilisaation muistuttavan meitä energian käytön ja kasvuun suuntautuneella kehityksellään. Vaikka oletus saattaa tuntua varsin ihmiskeskeiseltä, niin maailmankaikkeuden ikä ja galaksien määrä mahdollistaisi monen omamme kaltaisen ekpansiivisen kulttuurin olemassa olon rajalliseen ja tasapainoiseen kehittymiseen suuntautuneiden kulttuurien lisäksi.

Huomautukset

[1] Kardashev, Nikolai (1964). "Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations". Soviet Astronomy 8: 217.