NGC 6240 on muodoltaan hyvin erikoinen, sillä toisin kuin Linnunrata, joka on rakenteeltaan tyypillinen sauvaspiraaligalaksi, "perhosgalaksin" keskustasta ulottuu kaasukielekkeitä kymmenientuhansien valovuosien etäisyydelle galaksienväliseen avaruuteen.

Coloradon yliopiston tutkijaryhmä teki galaksista havaintoja Hubble-avaruusteleskoopilla, Chilessä sijaitsevalla VLT-teleskoopilla ja New Mexicossa sijaitsevalla Apache Pointin observatorion teleskoopilla.

"Kolmella teleskoopilla koottujen tietojen avulla määritimme galaksin kaasuvirtausten sijainnit ja nopeudet", Rebecca Nevin kertoo. "Sen ansiosta pystyimme erottamaan kaksi eri tuulta – toinen on lähtöisin kahdesta supermassiivisesta mustasta aukosta, toinen tähtien syntyalueelta."

Havaintojen perusteella galaksin muotoa on muokannut kaksi eri tekijää. Perhoshahmon toinen ”siipi” on syntynyt voimakkaiden tähtituulien puhaltamana, kun toinen on muodostunut mustien aukkojen sinkoamasta kaasusta.

Tuulet puhaltavat kaasua vuodessa noin sadan Auringon massan verran ulos galaksista, mikä on valtaisa määrä verrattuna tähtien syntytahtiin sen keskusalueilla.

Moinen kaasuvajaus vaikuttaa galaksien kehitykseen. Yleensä kahden galaksin törmäys saa aikaan kiivaan tähtien syntyprosessin, mutta galaksista puhaltavat tuulet voivat hidastaa sitä huomattavasti: kaasua ei riitä pitkään uusien tähtien muodostumiseen.

NGC 6240 on juuri nyt tässä kehitysvaiheessa. Siinä muodostuu vielä toistaiseksi tähtiä tiuhaan tahtiin, mutta ennen pitkää galaksin aktiivinen vaihe päättyy ja siitä tulee Linnunrataa muistuttava seestyneen rauhallinen galaksi.

Tutkimuksesta kerrottiin Coloradon yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, & A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Jotta toiset vaiheet saataisiin ehjinä alas ensimmäisten vaiheiden tapaan, pitäisi ne suojata kitkakuumennusta vastaan lämpösuojilla samaan tapaan kuin esimerkiksi avaruussukkula, mutta se olisi kallista ja hankalaa. 

Nyt ideana onkin muuttaa toisten vaiheiden massan ja pinta-alan välistä suhdetta siten, että ne putoavat alas sen verran hitaasti, että ne eivät joudu niin suuren kuumennuksen kohteeksi. Lämpötilahan syntyy ilmanvastuksen kitkakuumennuksesta, ja jos nopeutta on vähemmän ja putoavan kappaleen ilmanvastus on hyvin suuri, on tilanne ihan toinen.

Oikeasti tällaisia kuvia ei vielä saada otettua edes Linnunradan keskellä olevasta supermassiivisesta mustasta aukosta, mutta kansainvälisen Event Horizon Telescope -hankkeen tavoitteena on onnistua siinä lähivuosina.

Mallinnuksessa laskettiin, mitä tapahtuu aineen syöksyessä kahteen erilaiseen mustaan aukkoon ja millaista säteilyä se lähettää juuri ennen katoamistaan.

"Saadaksemme näkyviin mustien aukkojen eroavaisuuksien vaikutukset teimme realistiset simulaatiot kertymäkiekoista lähes identtisillä alkuarvoilla. Se vaati useiden kuukausien laskenta-ajan Instituutin LOEWE-supertietokoneella", kertoo tutkimusta johtanut Yosuke Mizuno.

Simulaatioissa tarkasteltiin myös havaintoihin käytettävien radioteleskooppien erotuskyvyn ja havainto-olosuhteiden vaikutusta lopputulokseen. Tutkijoiden yllätykseksi näyttää siltä, että "vale-einsteinilaisia" mustia aukkoja on vaikea erottaa tavallisista mustista aukoista.

Tulos tarkoittaa sitä, että Event Horizon Telescope -hankkeessa on kehitettävä uudenlaisia analyysimenetelmiä, jos tavoitteena on päästä selvyyteen mustien aukkojen taustalla olevasta gravitaatioteoriasta.

"Vaikka uskommekin, että suhteellisuusteoria on oikea vaihtoehto, tutkijoina meidän on edettävä avoimin mielin", toteaa Luciano Rezzolla.

Simulaatiosta kerrottiin Radioastronomian Max Planck -instituutin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature Astronomy -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Fromm/Younsi/Mizuno/Rezzolla

Uudenkuun aikaan Kuu on Auringon suunnassa, joten emme näe sitä ollenkaan. Jos Kuu on täsmälleen Auringon suunnassa, sattuu täydellinen auringonpimennys. Yleensä Kuu kuitenkin ohittaa Auringon sen ylä- tai alapuolelta.

Kuusta katsottuna on silloin "täysimaa" eli kiertolaisemme sysimustalla taivaalla näkyy kokonaan valaistu Maa. Se on aika lailla näyttävämpi spektaakkeli kuin täysikuu Maan taivaalla, sillä kotiplaneettamme läpimitta on melkein neljä kertaa suurempi kuin Kuun.

Pari päivää uudenkuun jälkeen iltataivaallemme ilmestyy kasvava kuunsirppi, mutta Kuusta katsottuna Maa on päinvastoin lähtenyt kutistumaan.

Melkein täytenä loistava Maa heijastaa kuitenkin pilvineen ja merineen yhä voimakkaasti valoa, joten Kuun pimeälläkin puolella on melko valoisaa, paljon valoisampaa kuin kirkkaimmankaan meikäläisen kuutamon aikaan. Siksi näemme Kuun pimeän puolen maatamona – ja tämän da Vinci siis oivalsi jo yli 500 vuotta sitten.

TESS, eli Transiting Exoplanet Survey Satellite, tulee havaitsemaan noin 200 000 meitä lähellä sijaitsevaa tähtiä siten, että se yksinkertaisesti mittaa erittäin tarkasti näiden tähtien kirkkautta.

Kuten satelliitin nimi jo kertoo, se käyttää hyväkseen transitiomenetelmää, eli se havaitsee eksoplaneettoja katsomalla sitä, milloin planeetat kulkevat tähden edestä. Planeetan peittäessä tähden pintaa, tulee tähdestä hieman vähemmän valoa, eli sen kirkkaus laskee vähän.

Kirkkauden väheneminen on hyvin pientä, joten satelliitin tulee tehdä erittäin tarkkoja havaintoja.

Satelliitti itsessään ei löydä eksoplaneettoja, vaan se tekee vain rutiininomaisesti havaintoja ja lähettää niitä tutkijoille. Tietokoneilla analysoidaan tätä suurta valokäyrämäärää ja lopulta, kun jonkun tähden valovaihteluista löydetään säännönmukaisuutta, otetaan se tarkempaan seurantaan. Jos samaa vaihtelua havaitaan lisää, voidaan lopulta eksoplaneettahavainto vahvistaa.

Valokäyrässä olevasta vaihtelusta voidaan laskea planeetan kiertoaika, määrittää sen massa ja kiertorata sekä arvioida planeetan kokoa. Näiden perusteella voidaan edelleen tehdä johtopäätöksiä siitä, millainen planeetta on kyseessä; onko se pieni ja tiheä kiviplaneetta vai suuri ja kevyt kaasujättiläinen. 

TESS-hankkeen tutkijat arvioivat, että he saattavat löytää noin 300 jotakuinkin Maan kokoista eksoplaneettaa sen kahden vuoden aikana, jonka satelliitin toivotaan ainakin tekevän havaintojaan.

Huono puoli TESSin käyttämässä havaintometodissa on se, että sen avulla voidaan löytää vain planeettoja, joiden ratataso tähtensä ympärillä on sellainen, että planeetta kulkee suoraan Maan ja tähden välistä.

Alkujaan vakailla radoilla kiertäneet mahdolliset planeetat jäävät tähtien laajenevien kiertoratojen sisäpuolelle, jolloin niiden radat eivät enää olekaan vakaita. Planeetat voivat joutua heitetyiksi ulos koko järjestelmästä.

Vaikka alkuun kyytiä saisikin vain yksi planeetta, se voi aiheuttaa häiriöitä muiden planeettojen ratoihin siten, että lopulta nekin päätyvät tähtienväliseen avaruuteen.

Kaksoistähtijärjestelmissä onkin "epävakaa alue", jolle joutuva planeetta sinkoutuu vääjäämättä ulos systeemistä. Kun tähtien kiertoradat laajenevat, myös epävakaa alue kasvattaa kokoaan ja ulottuu yhä etäämmälle tähdistä.

Kun Fleming tutkimusryhmineen sovelsi mallia tunnettuihin lyhytjaksoisiin kaksoistähtiin, tulosten mukaan 87 prosentissa järjestelmistä on sinkoutunut ulos ainakin yksi planeetta. Luku voi olla paljon suurempikin, jopa 99 prosenttia.

Tutkijat ovat antaneet planeettalingolle nimilyhenteen STEEP (Stellar Tidal Evolution Ejection of Planets). Jatkossa on tarkoitus tehdä havaintoja tiiviistä kaksoistähdistä ja niiden mahdollisista planeetoista. Ellei planeettoja löydy, teoreettisesti päätelty prosessi todennäköisesti vaikuttaa kaksoistähtijärjestelmien planeettoihin.

Tällä hetkellä lyhytjaksoisin kaksoistähti, jolta on löytynyt eksoplaneetta, on Kepler 47. Tähtien kiertoaika toistensa ympäri on noin 7,45 vuorokautta. Jos malli pitää kutinsa, sitä nopeammin toisiaan kiertävillä tähdillä ei pitäisi olla käytännössä lainkaan planeettoja.

Aiemmin kerroimme Tiedetuubissa, kuinka tähtienvälinen asteroidi ’Oumuamua on todennäköisesti lähtöisin kaksoistähtijärjestelmästä.

Tutkimuksesta kerrottiin Washingtonin yliopiston uutissivuilla ja se julkaistaan Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Tärkein moottorin osa onkin sen etummaisena oleva jäähdytin, joka otsikkokuvassa on oikealla. 

Sen tehtävänä on nimensä mukaisesti jäähdyttää ilmaa, jolloin ilma on tiiviimpää ja sitä voidaan ahtaa helpommin suuria määriä moottoriin. Ilmaa pitää jäähdyttää myös hyvin suurella nopeudella, koska laite lentää ilmassa moninkertaisella äänen nopeudella ja moottoriin pakkaantuu ilmaa hyvin paljon. Ilmansyöttö ja sen hallitseminen olivat esimerkiksi Concordessa syynä sen pitkiin ja sisustaltaan monimutkaisiin ilmanottoaukkoihin – ja avaruuslentokoneessa tilanne on vielä mutkikkaampi.

Kun aluksen nopeus on noin 5,5 kertaa äänen nopeus ja lentokorkeus noin 25 kilometriä, siirtyy moottori käyttämään aluksen mukana olevaa nestemäistä happea. 

Ilman jäähdyttämien tuo mukanaan myös ongelman: ilmassa oleva vesihöyry jäätyy helposti ja pyrkii tukkimaan jäähdyttimessä olevat ohuet tiehyeet, joita tarvitaan suuren ilmamäärän nopeaan nesteyttämiseen. 

Ongelmia siis riittää, mutta ongelmat on tehty ratkaistaviksi.

Reaction Engines on testannut jäähdyttimen periaatetta useilla koeasemilla, mutta ei vielä koskaan lennossa tai lentämistä täysin vastaavissa olosuhteissa. Tähänastiset tulokset ovat kuitenkin lupaavia.

Yhtiö on jo saanut rahoitusta moottorin toimivan prototyypin tekemiseen vuoteen 2020 mennessä, mutta uusi rahoitus auttaa tähtäämään jo pitemmälle konkreettisella tasolla.

Vielä jokin aika näytti siltä, että Suomi 100 -satelliitti, kuten myös suomalaisen avaruusyhtiö Reactor Space Labin Hello World olisivat päässeet matkaan tällä PSLV: n lennolla C41, mutta intialaiset vaihtoivat sen kuormaksi oman navigaatiosatelliittinsa.

Sen kiertorata on aivan erilainen kuin Suomi 100 -satelliitille halutaan. Se täytyy laukaista maapallon napojen kautta kulkevalle, noin 600 kilometrin korkeudessa olevalle polaariradalle, jotta se pystyisi tekemään havaintoja joka puolelta maapalloa ja lentämään myös Suomen ylitse.

IRNSS 1I vietiin radalle, jolta satelliitti pystyy parilla ratamuutoksella pääsemään suunnitellulle radalleen, joka on noin 35 000 kilometrin korkeudessa ja 29° kallellaan päiväntasaajan suhteen.

Intian omalaatuinen navigointisatelliittisysteemi

Satelliittipaikannus on nykyisin tärkeä osa maan omavaraisuutta, sillä monet arkiset toimet – sotilaskäytöstä puhumattakaan – käyttävät hyväkseen taivaalta satelliiteista tulevaa paikannussignaalia.

Siksi Yhdysvaltain puolustushallinnon alaisen GPS-järjestelmän rinnalle Euroopassa on tehty Galileo, Venäjällä GLONASS ja Kiinassa Beidou.

Intian systeemi poikkeaa näistä siten, että se on pienempi ja tarkoitettu varsin paikalliseksi. Tarkimmillaan NavIC onkin Intiassa ja sen ympäristössä.