Tähtitaivaan loistoa

OLETKO jonakin kirkkaana yönä katsellut haltioituneena taivaalla tuikkivia tuhansia tähtiä? Ehkä panit merkille, että niiden kirkkaus ja jopa väri vaihtelivat. ”Tähti – – eroaa tähdestä kirkkaudeltaan”, sanoo Raamattukin (1. Korinttilaisille 15:41).

Miksi tähtien kirkkaus vaihtelee? Entä miksi jotkin niistä näyttävät valkoisilta ja toiset taas sinisiltä, keltaisilta tai punaisilta? Miksi ne tuikkivat?

Tähtien ytimessä on valtava ydinreaktori, joka tuottaa suunnattomia määriä energiaa. Energia siirtyy tähden ulompiin kerroksiin, mistä se säteilee avaruuteen pääasiassa näkyvänä valona ja infrapunasäteilynä. Kuumemmat tähdet ovat – yllättävää kyllä – sinisiä ja viileämmät puolestaan punaisia. Mistä värierot johtuvat?

Valoa voidaan kuvailla hiukkasten virraksi, mutta nämä hiukkaset, fotonit, käyttäytyvät myös aaltomaisesti. Kuumemmat tähdet säteilevät fotoneja, joissa on enemmän energiaa ja joiden aallonpituus on lyhyempi, joten säteily sijoittuu näkyvän valon spektrin siniseen päähän. Vastaavasti viileämmät tähdet säteilevät vähäenergiaisempia valohiukkasia, jolloin säteily sijoittuu spektrin punaiseen päähän. Oma tähtemme, Aurinko, on kuuman ja viileän välimaastossa, koska se säteilee enemmän vihreän ja keltaisen aallonpituuksille asettuvaa valoa. Se ei kuitenkaan näytä vihertävältä, koska sen säteilemässä näkyvässä valossa on runsaasti muitakin aallonpituuksia. Niinpä Aurinko on avaruudesta katsottuna valkoinen.

Ilmakehä ”värittää” Auringon

Aurinko näkyy maan pinnalle ilmakehän läpi, joka saa sen näyttämään eri väriseltä päivän eri aikoina. Esimerkiksi keskipäivällä aurinko on tavallisesti kirkkaankeltainen, mutta noustessaan ja laskiessaan se voi taivaanrannassa näyttää oranssilta tai jopa punaiselta. Värin muuttuminen johtuu ilmakehän kaasumolekyyleistä, vesihöyrystä ja erilaisista mikroskooppisista hiukkasista.

Tällaisen koostumuksen vuoksi ilmakehä hajauttaa eli sirottaa sinisen ja violetin auringonvalon, jolloin taivas näyttää kirkkaana päivänä syvänsiniseltä. Kun näkyvän valon spektristä on näin poistunut sininen ja violetti, jäljelle jäävä suora auringonvalo on keskipäivällä enimmäkseen keltaista. Sitä vastoin auringon ollessa hyvin matalalla sen valo kulkee ilmakehässä jyrkässä kulmassa ennen kuin se saavuttaa meidät. Säteet kulkevat siis pitemmän matkan ilmakehässä, joka sirottaa nyt vielä enemmän paitsi sinistä valoa myös vihreää valoa. Laskeva aurinko voi tällöin hehkua upeana purppuranpunaisena pallona.

Värikäs yötaivas

Silmiemme herkkyys vaikuttaa suuresti siihen, millaisena näemme öisen taivaan. Silmissä on kahdenlaisia valoa aistivia soluja, tappeja ja sauvoja. Tapit erottavat värejä, mutta hyvin hämärässä ne lakkaavat  toimimasta. Sauvat eivät ole herkkiä väreille, mutta ne ovat erittäin tehokkaita valoreseptoreita: ihanteellisissa olosuhteissa yksi sauvasolu voi reagoida yhteen ainoaan valohiukkaseen! Sauvat ovat herkempiä aistimaan spektrin sinisen pään valoa, jonka aallonpituus on lyhyempi. Niinpä katsoessamme paljain silmin himmeitä tähtiä, jotka ovat keskenään yhtä kirkkaita, näemme todennäköisesti siniset tähdet mutta emme punaisia. Onneksi käytettävissämme on kuitenkin apuvälineitä.

Yötaivaan himmeät kohteet – tähdet, galaksit, komeetat ja sumut – erottuvat huomattavasti paremmin, kun niitä katsotaan kiikareilla tai kaukoputkella, mutta silloinkin ilmakehä häiritsee havainnointia. Yksi ratkaisu ongelmaan on avaruuskaukoputki Hubble, joka kiertää maapalloa. Se pystyy havaitsemaan kohteita, joiden kirkkaus on vain yksi kymmenesmiljardisosa himmeimmistä paljain silmin näkyvistä tähdistä. Hubble on ottanut hämmästyttäviä kuvia hyvin kaukaisista kohteista, kuten galakseista sekä sumuista, jotka koostuvat tähtienvälisestä pölystä ja kaasusta.

Viime aikoina on kuitenkin rakennettu uusia maanpäällisiä kaukoputkia, jotka ovat Hubblen veroisia ja joissakin suhteissa jopa parempia. Niihin on esimerkiksi saatettu asentaa tekniikkaa, joka korjaa ilmakehän  häiriöistä johtuvia virheitä, ja näin niiden resoluutio eli erotuskyky on saatu Hubblen resoluutiota suuremmaksi. Yksi esimerkki on Havaijissa sijaitsevan W. M. Keckin observatorion Keck I -teleskooppi, joka on maailman suurimpia optisia kaukoputkia. Sen avulla Sydneyn yliopiston tähtitieteilijä Peter Tuthill havaitsi pölypilviä, jotka sinkoutuivat ulos Jousimies-tähdistön kaksoistähtijärjestelmistä, jotka Maasta katsottuna näyttävät sijaitsevan Linnunrata-galaksimme keskuksen tuntumassa.

Mitä syvemmälle avaruuteen tähtitieteilijät katsovat, sitä enemmän tähtiä ja galakseja he löytävät. Kuinka paljon niitä oikein on? Ihmiset pystyvät vain arvailemaan, mutta toisin on Luojan, Jehovan Jumalan, laita. Psalmissa 147:4 sanotaan: ”Hän laskee tähtien luvun, hän kutsuu niitä kaikkia nimeltä.”

Profeetta Jesaja esitti samanlaisia ajatuksia ja meni jopa askeleen pitemmälle toteamalla tieteellisen tarkasti, että aineellinen maailmankaikkeus on Jumalan rajattoman energian tuotetta. ”Kohottakaa katseenne korkeuteen ja katsokaa”, Jesaja kirjoitti. ”Kuka on nämä luonut? Hän, joka luvun mukaan tuo esiin niiden armeijan, vieläpä nimeltä kutsuu niitä kaikkia. Dynaamisen energian runsauden ansiosta ja hänen voimansa vahvuuden vuoksi ei yksikään niistä puutu.” (Jesaja 40:26.)

Miten Jesaja saattoi noin 2 700 vuotta sitten tietää, että maailmankaikkeus on Jumalan äärettömän energian tuotetta? Hän ei suinkaan keksinyt sitä itse vaan kirjoitti sen, mitä Jehova pani hänet henkensä välityksellä kirjoittamaan (2. Timoteukselle 3:16). Näin hän muiden raamatunkirjoittajien ohella kertoi sellaista, mitä oppikirjojen ja kaukoputkien välityksellä ei saa selville: hän kertoi, kuka on tähtien kauneuden ja kirkkauden takana.

[Tekstiruutu/Kuva s. 16]

MIKSI TÄHDET TUIKKIVAT?

Tähtien tuike – niiden kirkkauden ja sijainnin näennäinen vaihtelu – johtuu Maan ilmakehän häiriöistä. Ilmiötä voidaan havainnollistaa uima-altaan pohjassa olevilla valoilla. Kun vesi väreilee noiden pienten valopisteiden yläpuolella, ne näyttävät tuikkivan aivan kuten tähdet. Suuremmat valot taas pysyvät vakaampina. Niiden kaltaisia ovat planeetat, jotka näyttävät tähtiä suuremmilta lähinnä siksi että ne sijaitsevat paljon lähempänä Maata.

[Tekstiruutu/Kuvat s. 17]

VÄRIKKÄÄT AVARUUSKUVAT – AITOJA VAI KÄSITELTYJÄ?

Avaruusteleskooppi Hubble on tuonut nähtävillemme upeita, värikylläisiä kuvia galakseista, sumuista ja tähdistä. Mutta vastaavatko niiden värit todellisuutta? Kyseessä on yhdistelmä tiedettä ja taidetta. Hubblen ottamat kuvat ovat mustavalkoisia, mutta niistä tuotetaan värikuvia suodattimien avulla. Tähtitieteilijät ja kuvankäsittelyn asiantuntijat koostavat lopulliset kuvat modernin tekniikan ja tietokoneohjelmien avulla. Joihinkin kuviin on pyritty saamaan mahdollisimman tarkoin värit, joiden uskotaan vastaavan taivaankappaleiden todellisia värejä. * Toisiin kuviin taas valitaan tarkoituksellisesti vääriä värejä joidenkin yksityiskohtien korostamiseksi esimerkiksi tieteellistä analyysiä varten.

[Alaviite]

[Kuvat]

Mustavalkoinen

Punainen

Vihreä

Sininen

Kolmen värin avulla koostettu lopullinen kuva

[Lähdemerkintä]

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

[Kuva s. 16]

Tähti V838 Monocerotis

[Kuva s. 16]

Galaksipari Arp 273

[Kuvan lähdemerkintä s. 15]

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

[Kuvien lähdemerkinnät s. 16]

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