Tervetuloa Avaruustuubiin - myös täällä Tiedetuubin sivuilla! Uudessa Ursan blogissa kirjoitamme Jari Mäkisen kanssa avaruusasioista: Jari enemmän avaruuslentoihin ja -tekniikkaan keskittyen, minä puolestani avaruustutkimuksesta ja avaruustekniikan keinoin tehdyistä havainnoista ja löydöistä kertoen. Ja Avaruustuubin blogitekstit löytyvät siis myös täältä Tiedetuubi-sivustolta.

Mutta asiaan eli avaruustutkimukseen ja sen tuloksiin – klassisen kliseisellä aloituksella. Antiikin Kreikassa oltiin vielä yleisesti siinä käsityksessä, että asia kuin asia selviää, kunhan sitä fundeerataan riittävän huolella. Moisella periaatteella toki saatiin selko monesta ympäröivään maailmaan liittyvästä ominaisuudesta ja omituisuudesta, mutta aika pian tuli raja vastaan.

Maailmasta pitää tehdä myös havaintoja: katsella, kuunnella, kirjata muistiin ja verrata aiempiin havaintoihin. Ja laatia havaintojen pohjalta teorioita, joiden avulla voi tehdä ennusteita – joihin puolestaan verrataan uusia havaintoja. Näin käsitys eri ilmiöistä kaiken aikaa tarkentuu ja niiden taustalla olevat syyt vähitellen selviävät.

Tätä koeteltua konstia sovellettiin itse asiassa jo ennen antiikin Kreikan kukoistuskautta. Esimerkiksi eri puolilta Eurooppaa löytyneet neoliittiset kivirakennelmat – jonot, kehät ja hautakummut, Suomessa jätinkirkot – on yleensä suunnattu Auringon ja Kuun nousujen ja laskujen sekä seisaus- ja tasauspisteiden mukaan. Se oli mahdollista vain tekemällä kärsivällisesti, vuodesta toiseen, havaintoja taivaan ilmiöistä ja hahmottamalla hiljalleen niiden säännönmukaisuuksia.

Maailmankuvamme mullistui, kun havaintojen tekemiseen alettiin käyttää silmien lisäksi teknisiä laitteita. Alkuun ne olivat erilaisia mitta-aparaatteja, joilla pystyttiin määrittämään kulmia sun muita keskeisiä suureita. Varsinainen vallankumous tapahtui 1600-luvun alkuvuosina, kun silloiset tieteilijät keksivät suunnata uuden keksinnön – kahdesta linssistä koostuvan kaukoputken – kohti yötaivasta.

Kuun pinnalta löytyi kraattereita, Auringosta tummia pilkkuja. Venuksella todettiin olevan samanlaiset vaiheet kuin Kuulla ja Jupiterilla neljä omaa kiertolaista. Öistä taivasta halkova Linnunradan valonauha hajosi lukemattomiksi tähdiksi ja sumumaiset kohteet tähtien muodostamiksi joukoiksi. Maa syrjäytyi maailmankaikkeuden keskuskappaleen paikalta ja koko maailmankaikkeus osoittautui valtavan paljon aiemmin luultua laajemmaksi.

Näkyvän valon alueella toimivilla kaukoputkilla on kuitenkin rajoituksensa. Niillä voi tarkastella kohteita vain – yllättäen – näkyvän valon alueella. Paitsi että avaruuden kohteet säteilevät muillakin aallonpituusalueilla, lukuun ottamatta radioaaltoja ja osaa ultravioletti- ja infrapuna-alueista maailmankaikkeuden säteily ei edes pääse maanpinnalle saakka: se kilpistyy tehokkaasti Maan ilmakehään.

Suuri osa avaruudesta tulevasta säteilystä – gamma- ja röntgensäteily kokonaisuudessaan – jäävät havaintolaitteidemme ulottumattomiin ellei laitteita saada jollain konstilla ilmakehän ylä- ja ulkopuolelle. Ratkaisu siihen löytyi avaruustekniikasta, jota on hyödynnetty jo yli puolen vuosisadan ajan. Ylläolevassa kuvassa on Linnunradan taso eri aallonpituusalueilla: ylhäältä lukien ensin neljällä radioalueen ja sitten kolmella infrapuna-aallonpituudella, näkyvässä valossa sekä röntgen- ja gammasäteilyn aallonpituuksilla.

Kantoraketeilla Maata kiertävälle radalle ja kauemmaskin lähetettyjen satelliittien ja luotainten avulla on saatu avattua koko salattu maailmankaikkeus, koko sähkömagneettinen spektri, koko kiehtova kohteiden ja ilmiöiden kirjo: tähtien kehdoista niiden kuolinkouristuksiin, galaksien kolareista niiden keskustoissa lymyäviin supermassiivisiin mustiin aukkoihin, alkuräjähdyksen hiipuvasta hehkusta superjoukkoja kietoviin kuumiin kaasupilviin.

Kuten Albert Einstein on osuvasti todennut: käsittämättömintä maailmankaikkeudessa on, että se on käsitettävissä. Me tiedämme universumista enemmän kuin koskaan aiemmin, mutta silti se on edelleen täynnä kiehtovia arvoituksia.

Siinä on sarkamme, jota käymme yhdessä perkaamaan. Pysykää kanavalla!

Eilisiltana testailin kaukoputki-jalustayhdistelmää, jolla tähtitaivaan kohteiden etsiminen ei voisi olla helpompaa. Eipä sitä oikeastaan voi edes kutsua etsimiseksi: käsiohjaimen näyttöön naputellaan numero, kaukoputki lähtee kääntymään itsestään oikeaan suuntaan ja voilà – keskellä näkökenttää on haluttu kohde.

Yksi katsomistani kohteista oli Rapusumu, tuo Härän tähdistössä sijaitseva tuhru, jonka John Bevis löysi vuonna 1731 ja Charles Messier kirjasi vuonna 1758 nimeään kantavan listan ensimmäiseksi kohteeksi. Kiinalaiset tähtitieteilijät näkivät vuonna 1054 taivaalle tyhjästä ilmestyneen kirkkaan tähden, joka näkyi keskellä päivääkin. Samalla paikalla on nyt Rapusumu, liki tuhat vuotta sitten räjähtäneen supernovan jäänne.

Ammoisen räjähdyksen voimasta Rapusumu, joka nimestään huolimatta on kaasua eikä juurikaan muistuta herkullista äyriäistä, laajenee edelleen noin 1 500 kilometrin sekuntinopeudella eli lähes 5,5 miljoonan kilometrin tuntinopeudella. Sillä vauhdilla Maasta Kuuhun hujahtaisi alle viidessä minuutissa.

Rapusumulla on etäisyyttä noin 6 500 valovuotta eli vuonna 1054 nähty supernovaräjähdys tapahtui todellisuudessa melkein 7 500 vuotta sitten. Tuhannen vuoden aikana kuolleen tähden kaasun muodostama pilvi on laajentunut niin, että sen läpimitta on nykyisin 5,5 valovuotta. Tai siis oli 6 500 vuotta sitten. Sekavaa? No niin on!

Mutta vuosituhannet eivät tässä nyt ole varsinainen pointti, vaan se, että edellisen kerran tulin katsoneeksi Rapusumua omin silmin noin kaksikymmentä vuotta sitten. Ei Rapusumu niin mielettömän hankala kohde ole löytää, mutta hiukankaan valosaasteen vaivaamalla taivaalla vähän työläs. Ja se erottuu kuitenkin vain utuisena sumuläikkänä, johon ei välttämättä tulisi kiinnittäneeksi sen kummempaa huomiota, ellei tietäisi sumun olevan valovuosien laajuinen kuolleen tähden muistomerkki.

Tähtitaivas on muuttumaton. Niinhän tavataan sanoa – ja lisätä samaan hengenvetoon, että kyllä siellä muutoksia silti tapahtuu. Sama pätee Rapusumuun. Vuosituhannessa se on laajentunut räjähtävästä tähdestä valtaisaksi kaasupilveksi. Mutta kyllä se muuttuu jo kahden vuosikymmenenkin aikana. Ei tietenkään silminnähden, mutta jos vähän laskeskellaan, saadaan tulokseksi, että sen läpimitta on kasvanut sitten viime näkemäni melkein 2 000 000 000 000 kilometriä. Se on aika paljon, yli 12 500 kertaa Maan ja Auringon välinen etäisyys, valovuosissa ilmaistuna 0,2.

Jos käytössäni olisi 20 vuotta sitten ollut hyvä kaukoputki ja kunnollinen kamera, jolla olisin ottanut Rapusumusta kuvan, ja verrannut sitä eilisiltana ottamaani kuvaan (kumpaakaan kuvaa en siis ole ottanut, oheinen otos on Hubble-avaruusteleskoopin arkistoista), Rapusumun ulkomuoto olisi hieman muuttunut. Ei paljon, mutta kuitenkin sen verran, että sen olisi tarkkaan katsomalla huomannut. Vaikka useimmat maailmankaikkeuden muutokset ovat hitaita, mittasuhteet ovat niin suunnattomat, että lyhyessäkin ajassa voi siis tapahtua melkoisia muutoksia. Katsokaa vaikka itse!