uniVersI/O



Andromeda vs. Linnunrata, osa II

Nyt seuraa jatkoa paikallisen galaksiryhmän kilpakumppanien nahistelulle galaksiryhmän herruudesta (kts. Linnunradan uudet vaatteet). Viime kerralla Linnunrata osoittautui yhtä massiiviseksi kuin Andromedan galaksi pökäten rakkaan naapurimme pois egosentrisyyden pilvilaitumilta. Tällä kertaa vaakakupissa on kuitenkin hienompi tieteellinen kuva.

Tämä kuva vakuutti minut äskettäin ja aktivoi sisäisen wow-mittarini:

386917main_Swift_M31_uv_800

Credit: NASA/Swift/Stefan Immler (GSFC) ja Erin Grand (UMCP)

Kuvassa poseeraa tietenkin naapurimme Andromeda. Tosin emme näkisi sitä tässä valossa, ellei silmämme rekisteröisi näkyvää valoa energisempää ultraviolettivaloa (tarkemmin kolmella eri aallonpituuskaistalla siinä 200 nanometrin kieppeillä) ja ellemme voisi seistä paikallaan 24 tuntia vastaanottamassa näitä andromedalaisia ultraviolettifotoneja kokoajan pitäen kirjaa siitä, kuinka monta fotonia kustakin pisteestä on kertynyt ja millä aallonpituuskaistalla, ja summaten sitten kaikki yhteen uutteran havainnointivuorokauden jälkeen. Mutta onneksi meidän ei tarvitse seisoskella tumput suorina yöpakkasessa taivaalle katsoen ilta toisensa jälkeen (vaikka varsinaisesti ei tässäkään aktiviteetissa ole mitään vikaa), vaan voimme rakentaa ilmaisimen tekemään sen puolestamme. Juuri tällainen ilmaisin, tai detektori in finglish, löytyy Nasan Swift satelliitista, mielikuvituksellisesti nimetty Ultraviolet/Optical Telescope:ksi (UVOT). Normaalisti Swiftin leipätyö on metsästää mystillisiä gammapurkauksia, mutta aina silloin tällöin löytyy tilaa myös muille tähtitieteellisille kohteille (onneksi, sillä olen itsekin käyttänyt Swiftiä röntgenmittauksiin). Tässä tapauksessa linkki gammapurkauksiin on kuitenkin olemassa, sillä tutkijat halusivat selvittää Andromedan tähtiensyntyprosessia aiempaa tarkemmin, jotta sitä voidaan verrata kaukaisiin galakseihin, joissa gammapurkauksia syntyy.

Yllä oleva kuva on kooltaan valtava ja UVOT joutui ottamaan kaiken kaikkiaan 330 kuvaa kattaakseen koko galaksin. Sen fysikaalinen leveys on 200 000 valovuotta ja korkeus 100 000 valovuotta (vastaten 100 kaariminuuttia kertaa 50 kaariminuuttia taivalla). Andromeda on yksi taivaan suurikokoisimpia kohteita, mikä näkyy hyvin seuraavasta kuvasta, johon on vertailukohteeksi lisätty Kuu.

m31abtpmoon

Credit: Astronomy Picture of the Day/Adam Block/Tim Puckett

Andromedan voi havaita myös paljain silmin, tosin vain sen kirkkaan keskustan, mutta sen nähtyään voi kavereille kehuskella paistatelleen noin kaksi ja puoli miljoonaa vuotta vanhassa valossa. Kun kyseiset fotonit lähtivät Andromedasta pitkälle matkalleen kohti silmiäsi, Maapallolla apinat opettelivat vasta kävelemään kahdella jalalla.

Esteettisen vaikutelman lisäksi kuvassa on valtavasti tiedettä. Kuvasta voidaan paikantaa yli 20 000 pistemäistä ultraviolettilähdettä. Pelkästään katsomalla tätä kuvaa voidaan jo päätellä muutamia mielenkiintoisia asioita ilman sen syvällisempää paneutumista dataan. Esimerkiksi spiraalihaaroista tuleva valo on jakautunut yksittäisiksi möykyiksi, kun taas keskuspullistumasta tuleva valo on sumumaisen tasaista. Spiraalihaaroissa sijaitsevissa jättiläismäisissä kaasupilvissä syntyy kokoajan uusia tähtiä, joista massiivisimmat säteilevät ultraviolettivaloa sekä synnyttävät voimakkaita tähtituulia. Nämä energeettiset tähtituulet lämmittävät tähtiä ympäröivää pilveä voimakkaasti aina kymmeniin tuhansiin asteisiin, jolloin pilvi alkaa itsekin säteillä ultraviolettivaloa. Silmiinpistävää on myös näiden tähtiensyntyalueiden kansoittama kirkas rengas galaksin ympärillä, jonka halkaisija on noin 150 000 valovuotta. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että läheisten kääpiögalaksien aiheuttamat vuorovesivoimat tehostavat tähtien syntymisprosessia kaasupilvissä. Vastaavasti galaksin keskustan säteily on sumumaisen tasaista, sillä siellä majailevat tähdet ovat vanhoja eikä uusia tähtiä enää synny. Keskustan tähtitiheys on sen verran suuri, että se näyttää kuvassa yhdeltä tasaiselta alueelta.

Äskettäin julkaistiin Chandra First Decade konferenssissa kuva Linnunradan keskustasta:

gcenter
Credit: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.

Ja tässä ovat silmiinpistävimmät kohteet nimettyinä:

gcenter_label
Credit: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.

Kyseinen kuva on mosaiikki Linnunradan keskustasta (kuvan koko on 117 kertaa 36 kaariminuuttia vastaten todellisuudessa noin 900 kertaa 400 valovuotta) koostuen 88 röntgenalueen kuvasta kolmella eri kaistalla: punainen vastaa matalaenergistä röntgensäteilyä (1-3 keV), sininen korkeaenergistä (5-8 keV) ja vihreä näiden kahden välistä (3-5 keV). Röntgenalueen havainnoilla on erityisen suuri merkitys tutkittaessa Linnunradan keskustaa, sillä röntgensäteily läpäisee keskustaa ympäröiviä kaasu- ja pölypilviä, jotka estävät alueen havainnointia optisella alueella.

Mistä tämä kaikki röntgensäteily on peräisin? Kuvaa tarkastelemalla säteily jakautuu sumumaisiin ja pistemäisiin komponentteihin. Röntgensumut (Sagittarius A, B1, B2, C ja Cold Gas Cloud) ovat kaasupilviä, joita energeettinen säteily massiivisista nuorista tähdistä (Arches ja DB kohteet), lähellä paukahtaneista supernovista (SNR 0.9+0.1) ja Linnunradan keskustassa majailevan supermassiivisen mustan aukon (Sagittarius A*, sisältyy alueeseen Sagittarius A) sylkemistä hiukkassuihkuista on lämmittänyt miljooniin asteisiin. Kaikki tämä kylpee harvassa kuumassa kaasussa, joka näkyy laajoina väriläiskinä ympäri kuvaa kirkastuen galaksin keskustaa kohden. Sgr A*:n ympäröivä alue sisältää myös mysteerisiä röntgenfilamentteja (kts. kuva alla), joiden epäillään syntyvän valtavien magneettisten rakenteiden reagoidessa pulsareiden energeettisten hiukkassuihkujen kanssa tai sitten sen luullaan olevan galaktinen vastine auringonpurkauksille.

gcenter_sm
Röntgenfilamentteja lähellä Linnunradan keskustan supermassiivista mustaa aukkoa. Credit: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.

Pistemäiset röntgenlähteet (1E kohteet) ovat röntgenkaksoistähtiä, joissa toinen tähti on luhistunut neutronitähdeksi tai mustaksi aukoksi. Tähdet kiertävät toisiaan sen verran lähellä, että neutronitähti tai musta aukko voi haalia materiaa kumppanitähdestään. Pudotessaan kohti kompaktia kappaletta plasmatilassa oleva tähtiaines kuumenee miljooniin asteisiin säteillen täten röntgenalueella (kts. Mustien aukkojen olemisen sietämätön keveys). Sadat nimettömät pienet pallerot ovat todennäköisesti yksittäisiä valkoisia kääpiöitä tai neutronitähtiä valaisten aluetta omalla pienellä panoksellaan.

Voittajaa on vaikea julistaa, sillä molemmat kuvat ovat älyttömän hienoja sisältäen erittäin mielenkiintoista tiedettä. Varsinainen koitos tapahtuu kuitenkin noin kolmen miljardin vuoden kuluttua kun Linnunrata ja Andromeda törmäävät toisiinsa.

Advertisements

Trackbacks & Pingbacks

  1. Kaiken alkua (tieteellisesti) | Tuomiopäiväntytön ilmiötuotokset pingbacked : 4 years ago

Kommentit

  1. * Jere says:

    Sen verran kevyttä kamaa olivat, että päätin lukea kaikki uusimmat postaukset putkeen. Edelleen tosi laadukasta kirjoittamista ja kiinnostavaa materiaalia!

    Päiväys: 7 years, 6 months ago


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: