Taevatähtede hiilgus

KAS oled kunagi imetlenud selges öötaevas siravaid tuhandeid tähti? Vaadates neid vilkuvaid valgustäppe, oled ehk pannud tähele nende erinevat heledust ja ka värvust. „Tähe ja tähe hiilgusel [on] vahe,” mainib Piibel õigesti (1. Korintlastele 15:41).

Miks on tähtedel erisugune hiilgus ehk kirkus? Miks paistavad mõned näiteks valgena, mõned aga sinaka, kollaka või punakana? Ja miks nad vilguvad?

Tähtede sisemuses on määratu võimsad tuumaahjud, mis toodavad hiigelkogustes energiat. See energia siirdub tähe väliskihtidesse, kust see kiirgub kosmosesse suuremalt jaolt nähtava valgusena ja infrapunakiirgusena. Ehk üllatab sind teadmine, et kuumemad tähed on sinakad, jahedamad aga punakad. Millest selline värvuste erinevus?

Valgust võib võtta kui osakeste voogu, kuid need osakesed, footonid, toimivad ka energialainetena. Kõrgema temperatuuriga tähed kiirgavad suurema energiaga footoneid, millel on lühemad, valgusspektri sinisesse serva jäävad lainepikkused. Vastupidi sellele kiirgub jahedamatest tähtedest väiksema energiaga footoneid, mis jäävad spektri punasesse serva. Meie täht Päike jääb spektri keskosa poole, sest suurema osa valgust kiirgab ta spektri rohekas-kollakas piirkonnas. Miks siis ei paista Päike rohekana? Sest ta kiirgab hulgaliselt valgust ka paljudes teistes nähtavates lainepikkustes. Lõpptulemusena paistab Päike kosmosest vaadatuna valgena.

Maa atmosfäär – Päikese „värvija”

Meie näeme Päikest läbi atmosfäärifiltri, mis muudab Päikese välimust olenevalt päevaajast. Näiteks keskpäeval on Päikesel tavapäraselt erekollane värvivarjund. Ent päikesetõusu ja -loojangu ajal, kui Päike on madalal horisondil, võime teda näha oranži või koguni punasena. Sellist värvimuutust põhjustavad gaasimolekulid, veeaur ja erisugused mikroskoopilised osakesed Maa atmosfääris.

Atmosfääri koostise tõttu Päikeselt tulev sinine ja violetne valgus hajub, nii et tulemuseks on oivaline taevasina selgel päeval. Kuna sinine ja violetne on Päikese nähtavast spektrist hajutatud, on ülejäänud otsene päikesevalgus keskpäeval ülekaalukalt kollane. Ent kui Päike on väga madalal horisondil, tungib selle valgus läbi atmosfääri terava nurga all, enne kui jõuab meieni. Sellest tulenevalt peab päikesevalgus läbima pikema tee atmosfääris, mis nüüd hajutab sinisesse, aga ka rohelisse spektriossa jäävat valgust veelgi rohkem. Seepärast võibki loojuv Päike paista imetoreda tulipunase kerana.

Värviline öötaevas

Seda, millisena me öötaevast näeme, mõjutab suurel määral meie silmade tundlikkus. Meie silmad tajuvad valgust tänu võrkkestas paiknevatele kolvikestele ja kepikestele. Kolvikesed eristavad värvusi, ent väga hämaras valguses lakkavad nad funktsioneerimast. Seevastu kepikesed on erakordselt tõhusad fotoretseptorid, ehkki nad pole värvustundlikud.  Kui imetlusväärne, et optimaalsetes oludes võib kepikese talitluse vallandada üksainus valgusfooton! Kuid silma kepikeste tundlikkus on nihkunud spektri sinisesse serva jäävate lühemate lainepikkuste poole. Nii ongi, et vaadates palja silmaga sama heledusega ähmaseid tähti, näeme tõenäoliselt sinakaid, mitte punakaid tähti. Kuid õnneks ei tule meil piirduda palja silmaga vaatlemisega.

Öötaeva tuhme objekte, nagu tähti, galaktikaid, komeete ja udukogusid, aitavad meil paremini näha binoklid ja teleskoobid. Ka sel juhul seab sellele, mida me näeme, mingil määral piirid atmosfäär. Probleemi aitab lahendada ümber Maa tiirlev Hubble’i kosmoseteleskoop. See tehnikaime võib avastada objekte, mille heledus on kõigest kümme miljardikku nõrgimate tähtede omast, mida palja silmaga näha võib. Seetõttu on see kosmoseteleskoop andnud edasi täiesti rabavaid kujutisi sügavalt kosmosest, sealhulgas galaktikatest ja tähtedevahelise tolmu ja gaasi pilvedest, mida nimetatakse udukogudeks.

Tuleb märkida, et uued maakerale paigaldatud teleskoobid suudavad nüüd Hubble’i kosmoseteleskoobiga võistelda ja teda mingil määral isegi ületada. Näiteks on need uued teleskoobid tänu nutikatele atmosfäärimõjude  korrigeerimise võtetele võimaldanud astronoomidel näha detaile suurema eristusastmega, kui seda võimaldab Hubble’i kosmoseteleskoop. Ühe näitena võib tuua Kecki observatooriumi Hawaii saarel, kus paikneb ka teleskoop Keck I, maailma suurimaid optilisi teleskoope. Austraalia Sydney ülikooli astronoom Peter Tuthill avastas selle teleskoobiga tolmupilved, mida paiskavad välja kaksiktähtede süsteemid Amburi tähtkujus, mis meilt vaadates näib paiknevat meie Linnutee galaktika keskme lähedal.

Mida sügavamale kosmosesse saavad astronoomid pilku heita, seda rohkem tähti ja galaktikaid nad leiavad. Kui palju siis neid seal on? Meie, inimesed, võime seda vaid oletada. Kuid hoopis teisiti on lugu meie Looja Jehoova Jumalaga. „Tema määrab tähtede arvu ja nimetab neid kõiki nimepidi!” öeldakse Laulus 147:4.

Samas vaimus väljendas end prohvet Jesaja. Ta läks veelgi kaugemale, kui mainis tähelepanuväärse teadusliku täpsusega, et materiaalne universum on Jumala piiritu energia tulemus. „Tõstke oma silmad kõrgele ja vaadake,” kirjutas Jesaja. „Kes on loonud need seal? Tema, kes nende väe viib välja täiearvuliselt, kes nimetab neid kõiki nimepidi! Tema suure võimu ja tugeva jõu tõttu ei puudu neist ainustki!” (Jesaja 40:26).

Kust võis umbes 2700 aastat tagasi elanud Jesaja teada, et universum on tulnud olemasollu tänu Jumala määratu suurele energiale? Kindlasti ei mõelnud ta seda ise välja. Ta pani kirja selle, mida Jehoova inspireeris teda kirjutama (2. Timoteosele 3:16). Seega tegi tema ja tegid teised piiblikirjutajad midagi, mida ei suuda teha ükski teaduslik käsiraamat või teleskoop. Nad näitasid ära, kes on andnud tähtedele nende ilu ja hiilguse.

[Kast/pilt lk 28]

MIKS TÄHED VILGUVAD?

Tähed vilguvad ehk paistavad kergelt oma heledust ja asukohta muutvat häirete tõttu Maa atmosfääris. Kujutlegem näiteks pisikesi valgustäppe ujumisbasseini põhjas. Mis valgustäppidega juhtub, kui üle nende levib lainevirvendus? Tõepoolest, nad hakkavad vilkuma samamoodi nagu tähed. Seevastu suuremaid valguslaike virvendus nii palju ei häiri. Planeedid on otsekui need suuremad valguslaigud. Mitte et nad oleksid suuremad kui tähed, vaid nad on Maale palju lähemal ning paistavad seetõttu suuremana.

[Kast/pildid lk 29]

KAS KUJUTISTE VÄRVUSED ON IKKA ÕIGED?

Ilmselt oled sinagi tänu Hubble’i kosmoseteleskoobile võinud näha toredaid värvirikkaid pilte galaktikatest, udukogudest ja tähtedest. Kuid kas need on ikka õiged värvid? Tegelikult on need taaskujutamise tulemus, sulam kunstist ja teadusest. Hubble’i kosmoseteleskoobiga saadud kujutised on mustvalged, kuid need lastakse läbi värvifiltrite. Astronoomid ja pilditöötlusspetsialistid kasutavad lõppkujutiste loomisel moodsat tehnoloogiat ja arvutitarkvara, püüdes mõnikord neid kujutisi võimalikult täpselt taasesitada, nii nagu nende arvates need taevased objektid oma värvuselt tegelikult on. * Mõnikord aga annavad astronoomid tahtlikult edasi kujutisi, mille värvus pole tõeline, et näiteks teadusliku analüüsi tarbeks mingeid detaile esile tõsta.

[Allmärkus]

[Pildid]

Mustvalge

Punane

Roheline

Sinine

Pärast kolme värvuse ühendamist saadud lõppkujutis

[Allikaviide]

J. Hester and P. Scowen (AZ State Univ.), NASA

[Pilt lk 28]

Täht V838 Ükssarviku tähtkujus

[Pilt lk 28]

Interakteeruv galaktikate paar Arp 273

[Pildi allikaviide lk 27]

NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration

[Piltide allikaviited lk 28]

V838: NASA, ESA, and H. Bond (STScI); Arp 273: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)