Ääniä avaruudesta maapallon toisella puolella

HERÄTKÄÄ!-LEHDEN KIRJOITTAJALTA AUSTRALIASTA

KENGURU nostaa yhtäkkiä päätään ja suuntaa pystykorvansa juuri ja juuri kuuluvaa ääntä kohti. Ääni kantautuu kiskoillaan verkalleen liikkuvien radioteleskooppien rivistä. Maaseudun hiljaisuudessa sekä teleskoopit että eläin jähmettyvät ääneti paikoilleen – näkymä on erikoinen sekoitus luontoa ja tiedettä.

Tämä on tuttu näky Australiassa Narrabrin kaupungin liepeillä Uuden Etelä-Walesin maaseudulla radioastronomian tutkimuskeskuksessa Australia Telescope National Facilityssa (ATNF). Kuusi perättäistä lautasantennia, joista viisi on liikuteltavia ja yksi kiinteä, on kytketty yhteen Parkesin kaupungin lähellä sijaitsevan 64 metrin läpimittaisen antennin ja läheisen Coonabarabranin 22 metrin antennin kanssa. Kun kaikki nämä antennit yhdistetään, ne toimivat kuin yksi jättimäinen antenni. Järjestelmää voidaan laajentaa edelleen liittämällä siihen Canberran lähellä Tidbinbillassa ja Hobartissa Tasmaniassa sijaitsevat teleskoopit.

Nämä vaikuttavan näköiset laitteet luotaavat eteläistä tähtitaivasta etsien huolellisesti johtolankoja sen salaisuuksien selvittämiseksi. Miksi kaikki tämä vaivannäkö? ATNF-keskuksen lehtisessä sanotaan: ”Hiukkanen uteliaisuutta tuottaa suuria tuloksia.”

Avaruuden arvoitukset raottuvat

Parkesin teleskoopin vihki käyttöön Australian silloinen kenraalikuvernööri, lordi De L’Isle lokakuussa 1961. Hän ennusti innostuneena: ”Tämä laite tulee vetämään koko maailman tiedemiesten huomion puoleensa, eikä sen merkitystä avaruuden arvoitusten selvittämisessä voi yliarvioida.”

Kenraalikuvernöörillä oli syytä luottavaisuuteensa. Keskuksen käyttöönotto oli tärkeä tapahtuma radioastronomiassa, joka oli suhteellisen nuori tieteenala. Eräässä kirjassa sanotaan: ”Parkesin teleskoopin käyttöönotto – – oli virstanpylväs Australian tieteen historiassa. Idea oli syntynyt jo kymmenen vuotta aikaisemmin, mutta teleskoopin suunnitteleminen kesti neljä vuotta ja sen rakentaminen  vielä kaksi vuotta lisää.” (Beyond Southern Skies.)

Narrabrin keskuksen vastaava tri David McConnell kertoi Herätkää!-lehdelle, että ATNF on eteläisen pallonpuoliskon suurin radioastronomian tutkimuskeskus, ja jatkoi: ”Tänne tulee radioastronomeja eri puolilta maailmaa tekemään tieteellisiä tutkimuksia ja tarkkailemaan avaruutta. ATNF:n ainutlaatuinen sijainti tarjoaa erinomaiset mahdollisuudet havainnoida eteläistä tähtitaivasta tässä tarkoituksessa.”

Näkymättömästä näkyvää

Toisin kuin optiset kaukoputket radioteleskoopit keräävät radioaaltosäteilyä, joka tulkitaan ja analysoidaan ja muutetaan sitten näkyviksi kuviksi. Tehtävä ei ole helppo, sillä radiosignaalit ovat äärimmäisen heikkoja.

Jos esimerkiksi kaikki se energia, jonka Parkesin teleskooppi on kerännyt radiosignaaleista kuluneiden 40 vuoden aikana, muutettaisiin kotitalouksissa käytettäväksi sähköksi, yksi 100 watin hehkulamppu palaisi sen avulla vain sekunnin sadasmiljoonasosan ajan! Näin kertoo ATNF-keskuksen tiedepalvelujen päällikkö Rick Twardy. Kun käsittelemätön tieto on kerätty, se siirretään valtavaan tietokoneeseen, joka kokoaa eri antennien vastaanottamat signaalit ja vertailee niitä. ”Narrabrin tietokone pystyy käsittelemään kuusi miljardia datayksikköä sekunnissa”, selittää McConnell. Tuloksia käsitellään lisää, ja sitten ne lähetetään eteenpäin Sydneyyn ATNF:n keskuspaikkaan, missä ne muutetaan radiokuviksi. Kun kuvat yhdistetään optisilla kaukoputkilla saatuihin tietoihin, jotkin avaruuden ihmeet alkavat avautua.

Radioteleskooppeja voidaan käyttää erikoistutkimushankkeissa myös yksin. Esimerkiksi suuret antennit, jollainen on Parkesissa, pystyvät paremmin yksinään ottamaan vastaan ja käsittelemään erittäin heikkoja radiosignaaleja, joita lähettävät muun muassa pulsarit. Parkesin teleskoopilla onkin ollut ratkaiseva osa tutkimuksissa, joissa on löydetty yli puolet kaikista tunnetuista pulsareista. Sitä käytettiin myös ensimmäisten kuukävelyjen kuvien välittämisessä, ja se oli merkittävässä asemassa Apollo 13:n pelastusoperaatiossa. Sen historiaan kuuluu monia muitakin löytöjä, muun muassa Einsteinin renkaat sekä supernovan jäännökset, pari esimerkkiä mainitaksemme. (Ks. oheista tekstiruutua.)

Olemmeko yksin?

ATNF-keskuksessa tehdään ensisijaisesti tieteellistä tutkimusta ja ratkotaan maailmankaikkeutta koskevia kysymyksiä, mutta lisäksi pieni ryhmä tutkijoita yrittää laitteiston avulla selvittää, onko kaikkeudessa muitakin sivilisaatioita kuin omamme. Tämä kysymys kiehtoo eksobiologeja. Nimi juontuu kreikan sanoista ekso ’ulkopuolella’ ja bios ’elämä’. Alaa kutsutaan myös astro- eli avaruusbiologiaksi.

Miten radioteleskooppeja voi käyttää tämän visaisen kysymyksen tutkimisessa? Jotkut eksobiologit uskovat, että jos jossain on muita sivilisaatioita, ne ovat todennäköisesti paljon vanhempia kuin omamme. Tämän perusteella voi olettaa, että ne tuntisivat radiosignaalit ja yrittäisivät niiden avulla ottaa yhteyttä maahan. Jotkut näistä tiedemiehistä suhtautuvat hyvin optimistisesti enemmän tai  vähemmän omamme kaltaisten sivilisaatioiden löytymiseen.

Kaikki eivät kuitenkaan ole yhtä luottavaisia. Eräät eksobiologit jopa myöntävät, että ne radiosignaalit, jotka ovat näyttäneet viittaavan muualla olevaan elämään, ”ovat loppujen lopuksi olleet peräisin yhdestä sivilisaatiosta – omastamme”! Britannian Jodrell Bankin radioteleskoopin pääinsinööri tri Ian Morison sanoi: ”Parikymmentä vuotta sitten ajattelimme, että galaksissamme voisi olla jopa miljoona muuta sivilisaatiota. Nykyään olen yhä vahvemmin sillä kannalla, että ihmiskunta on varsin ainutlaatuinen.”

Niin ainutlaatuinen kuin sivilisaatiomme onkin, aiheutamme tähtitieteilijöille monia ongelmia ja oikeastaan jarrutamme heidän yrityksiään kerätä tietoa taivaalta. Avaruuden äänien kuunteleminen on yhä vaikeampaa sähköisen kohinan takia.

Hiljaa! Yritän kuunnella

Ihmisten tuottamat vahvemmat radioaallot tahtovat hukuttaa alleen taivaankappaleista säteilevät radioaallot siinä määrin, että ”radiotaajuuksilla alkaa olla korvia huumaava meteli”, kirjoittaa Science News. Häiriöitä aiheuttavat tietokoneet, mikroaaltouunit, matkapuhelimet, televisio- ja radiolähetykset, sotilastutkat, lennonjohdot ja satelliitit. Niiden signaalit on karsittava pois galakseista tulevien joukosta.

Häiriöiden minimoimiseksi radioteleskoopit sijoitetaan Australiassa ja muissa maissa syrjäisille seuduille. Tämäkään ei aina riitä. Science News -lehdessä harmiteltiin: ”Radioastronomit pelkäävät, että tutkimusta varten ei pian ole jäljellä yhtään hiljaista paikkaa. – – Jonain päivänä he ehkä voivat piilottaa teleskooppinsa paikkaan, joka todennäköisesti pysyy rauhallisena: kuun pinnalle sen toiselle puolelle.”

Kaikista vaikeuksista huolimatta ATNF-keskuksessa tehtävä tutkimus tuo ihmeellisestä avaruudesta esiin yksityiskohtia, joita emme mitenkään näkisi paljain silmin. Ne antavat meille aihetta miettiä, miten hieno paikka maapallo on kunnioitusta herättävässä maailmankaikkeudessa, ja tuntea kiitollisuutta taivaan ja maan Tekijää kohtaan.

[Tekstiruutu/Kuvat s. 16, 17]

MAAILMANKAIKKEUDEN OSASIA

Galaksit

Tähtijärjestelmiä, joita gravitaatiovoima pitää yhdessä ja joita on lukematon määrä

[Kuva]

Radiokuva galaksiryhmästä M81

[Lähdemerkintä]

NRAO/AUI/NSF

Kvasaarit

Tähtimäisiä kohteita, jotka ovat kenties maailmankaikkeuden kaukaisimpia ja kirkkaimpia kohteita

[Kuva]

Radiokuva kuuden miljardin valovuoden päässä olevasta kvasaarista. Sen energianlähde on mahdollisesti supermassiivinen musta aukko

[Lähdemerkintä]

Australia Telescope, CSIRO

Pulsarit

Taivaankappaleita, joita yleensä pidetään nopeasti pyörivinä neutronitähtinä ja jotka lähettävät hyvin säännöllisiä säteilypulsseja, varsinkin radioaaltoja

[Kuva]

Tässä näkyvän valon alueella otetussa kuvassa pulsari on Rapusumun keskustassa himmeästi näkyvä kohde

[Lähdemerkintä]

Hale Observatory/NASA

Novat

Tähtiä, joiden kirkkaus kasvaa yhtäkkiä tuhansia kertoja suuremmaksi ja himmenee sitten vähitellen alkuperäiseksi

Supernovat

Novia, jotka ovat miljoonia kertoja kirkkaampia kuin aurinko

[Kuva]

Supernovan jäännös: radiosäteily punaisella, röntgensäteily sinisellä, näkyvä valo vihreällä

[Lähdemerkintä]

X-ray (NASA/CXC/SAO)/optical (NASA/HST)/radio (ACTA)

Einsteinin renkaat

Voiko galaksi piiloutua toisen galaksin taakse? Ei voi, jos molemmat galaksit ovat täsmälleen samassa linjassa Maan kanssa. Edessä oleva galaksi toimii valtavana gravitaatiolinssinä taittaen takana olevasta galaksista tulevat valonsäteet tai radioaallot kuvioiksi, jotka näyttävät valorenkailta

[Lähdemerkintä]

HST/MERLIN/VLBI National Facility

[Kaavio s. 17]

(Ks. painettu julkaisu)

Aivan kuten röntgenkuva kertoo ihmisen elimistöstä, radiokuva voi kertoa avaruuden sisäisestä toiminnasta

RADIOAALLOT

MIKROAALLOT

INFRAPUNASÄTEILY

NÄKYVÄ VALO

ULTRAVIOLETTISÄTEILY

RÖNTGENSÄTEET

GAMMASÄTEET

[Lähdemerkintä]

Steven Stankiewicz

[Kuva s. 15]

Yllä: Viisi Narrabrin lähellä olevista kuudesta teleskoopista

[Lähdemerkintä]

S. Duff © CSIRO, Australia Telescope National Facility

[Kuva s. 15]

Parkesin lähellä sijaitseva 64 metrin läpimittainen teleskooppi

[Lähdemerkintä]

John Sarkissian

[Kuvan lähdemerkintä s. 15]

J. Masterson © CSIRO, Australia Telescope National Facility