Outo punainen tähti kävi lähellä 70 000 vuotta sitten

Outo punainen tähti kävi lähellä 70 000 vuotta sitten

Kerroimme kolme vuotta sitten Scholzin tähdestä, himmeästä punaisesta kääpiötähdestä, joka lensi aurinkokunnan läpi kosmisesti katsottuna ihan äskettäin. Nyt tästä tapauksesta on saatu lisätietoa.

 

Jari Mäkinen
21.03.2018

Tähti on nimetty löytäjänsä Ralf-Dieter Scholzin mukaan, vaikkakin sen alkuperäinen koko nimi on WISE J072003.20-084651.2.

Nimi kertoo sen, että tähden löysi WISE-infrapunasatelliitti (Wide-field Infrared Survey Explorer). Näin tapahtui jo vuonna 2013, mutta vasta vuonna 2015 tapahtumaan herättiin kunnolla. Silloin tätä nyt noin 20 valovuoden päässä olevaa tähteä alettiin havaita ja sen liikerataa tutkimalla saatiin nopeasti varmistus siitä, että tähti todellakin tuli 70 000 vuotta sitten hyvin lähelle.

Nähtävästi se jopa kulki Aurinkoa ympäröivän ns. Oortin pilven läpi ja sai aikaan sen, että sieltä sinkoontui paljon komeettoja ulos aurinkokunnasta ja kohti sisempää planeettakuntaa.

Nyt ohituksesta on saatu lisää tietoa, sillä juuri julkaistussa tutkimuksessa on käyty läpi 340 ns. hyperbolisella radalla olevaa kohdetta. Niiden liike kertoo siitä, että ne ovat joko saapumassa tähtienvälisestä avaruudesta kohti Maata tai pakenemassa aurinkokunnasta kohti ulkoavaruutta niin suurella nopeudella, etteivät ne enää tule takaisin.

Tämäkin viestii siitä, että Scholzin tähti olisi tosiaankin suhahtanut ohitsemme tuolloin noin 70 000 vuotta sitten.

Kuvakaappaus videolta 
Alkuihmiset tuskin katselivat taivaalla Scholzin tähteä noin 70 000 vuotta sitten, koska se oli varsin heikkovaloinen. Taiteilija voi tosin ottaa pieniä vapauksia. Kuva: José A. Peñas / SINC

Eräs ensimmäisistä tähden havaitsijoista oli Etelä-Afrikassa SALT-teleskoopilla työskentelevä, nyttemmin koko Etelä-Afrikan astronomisen observatorion johtajaksi noussut suomalainen Petri Väisänen. Hän kertoo videolla tähden havaitsemisesta helmikuussa 2015 kuvatulla videolla.

Juttua on korjattu 22.3. aamulla: Kerroimme jutussa aluksi, että tähti "loisti" taivaalla ja yllä olevan kuvan tekstissä, että "alkuihmiset olisivat voineet katsella tähteä" taivaalla. Vaikka oheinen kuva on otettu tuoreen tutkimuksen tiedotusmateriaalista, ei tähti ole ollut kirkas näky taivaalla – jos on näkynyt lainkaan. Kyseessä on heikkovaloinen punainen kääpiö, joten lähelläkin ollessaan on se todennäköisesti ollut niin heikko, ettei sitä ole paljain silmin nähty. Mikäli siinä on tapahtunut purkauksia, on se saattanut kirkastua hetkellisesti, mutta ei ole ollut silloinkaan huomiota herättävä.

Scholzin tähden salaisuuden paljastaja

Scholzin tähden salaisuuden paljastaja
Jari Mäkinen
03.03.2015

https://youtu.be/QLWu7HKXWB4

Kerroimme 17.2. pienestä, himmeästä punaisesta kääpiötähdestä, joka ohitti aurinkokunnan hyvin läheltä vain noin 70 000 vuotta sitten. Olennaisen havainnon (sen nopeudesta kertovan spektrimittauksen) tähdestä teki suomalainen tähtitieteilijä Petri Väisänen Etelä-Afrikassa sijaitsevalla SALT-teleskoopilla.

Harvinaislaatuinen ja merkittävä löytö sai kokeneen astronominkin herkistymään.

Videolla Petri kertoo löydöstä teleskoopin ohjaushuoneessa – samalla kun tekee havaintoja muista vastaavista tähdistä, joista jokin saattaa paljastua vieläkin lähempää meitä aikanaan kulkeneeksi.

Lue myös juttumme muista aurinkokunnan läheltä kulkevista tähdistä.

Video: Jari Mäkinen (kuvattu 2.3.2015 Sutherlandin observatorioalueella Etelä-Afrikassa).

Tähtiä tulee ja menee

Kuva: ESO
Kuva: ESO
Jarmo Korteniemi

Kerroimme aiemmassa jutussamme kuinka Scholzin tähti ohitti 70 000 vuotta sitten Auringon vain 0,8 valovuoden etäisyydeltä.

Tulevaisuudessa tähtien ohituksia on luvassa lisää. Ja paljon lähempää.

Kosmisen hiuksen verran ohi

Coryn Bailer-Jones on laskenut tähtien liikkeitä Astronomy & Astrophysics -lehden artikkelissaan.

Bailer-Jonesin mukaan parin tulevan lähiohituksen aikana tähdet viilettävät suoraan Oortin pilven läpi. Se on Auringon uloin vaikutusalue, joka ulottuu muutamasta tuhannesta tähtitieteellisestä yksiköstä (AU eli Maan ja Auringon keskietäisyys) yli 50 000 AU:n päähän. Eli vähintäänkin niille main, mistä Scholzin tähti taannoin kulki.

Lähiohitusten kaikkien aikojen ennätys - tunnettujen tähtien osalta siis - tehdään muutaman sadantuhannen vuoden kuluttua. Silloin HIP 85605 -tunnuksen saanut tähti kulkee lähempää kuin yksikään toinen tähti tunnetussa historiassa tai tulevaisuudessa. Lähin etäisyys saattaa jäädä vain 0,13 valovuoteen, eli vaivaiseen 8 000 AU:öön. Seuraavaksi lähin tähtivierailu tapahtuu miljoona vuotta tuon jälkeen, kun Gliese 710 käy vain 0,33 valovuoden päässä.

Kummatkin tähdet ovat pieniä kääpiötähtiä, eikä niiden ratoja tunneta tarkasti. Etenkin lähin ohitus voi hyvinkin perustua virhearvioihin. Vaikka tähdet kulkisivatkin yllä kerrottua kauempaa, ne käyvät kuitenkin erittäin lähellä.

Suurempien tähtien ohitukset on helpompi laskea. Alfa Centaurin kolmoistähtijärjestelmä lähestyy meitä vielä 30 000 vuoden ajan. Sen ohitus tapahtuu vajaan kolmen valovuoden etäisyydeltä. Koko järjestelmän massa vastaa noin kahta Aurinkoa.

Entä sitten?

Tähtien lähiohitukset voivat olla ongelmallisia. Oortin pilven läpi kulkeva tähti voi muuttaa ainakin muutamien Aurinkoa kiertävien kappaleiden ratoja, ainakin vähän. Osa sinkoutuu lähemmäs Aurinkoa, osa taas poistuu pysyvästi Aurinkokunnasta.

Oortin pilvestä tehdyt mallit kertovat, että alueella kiertää jopa tuhansia miljardeja kappaleita, joiden läpimitta on vähintään kilometrin. Suurimmat lienevät kymmeniä tai satoja kertoja isompia. Arvioita parempaan ei pystytä, sillä nykyiset teleskoopit eivät yksinkertaisesti ole riittävän tehokkaita havaitakseen Aurinkoa kiertäviä pienkappaleita tuollaisilta etäisyyksiltä. (Tunnetut kaukaiset kappaleet huomataan yleensä ratansa Aurinkoa lähimmissä pisteissä. Loppurata lasketaan. Pisimmällä käyvä tunnettu kappale sijaitseekin nyt vain runsaan 20 AU:n päässä Auringosta: 2005 VX3 on hyvin elliptisellä radalla kulkeva komeetta, joka käy noin 3 000 AU:n päässä. Sen yksi kierros kestää arviolta 60 000 vuotta.)

Mainittujen kääpiötähtien massat ovat vain joitain prosentteja Auringosta. Niiden vaikutukset Oortin pilvessä jäänevätkin varsin huomaamattomiksi. Alfa Centaurin tähdet taas eivät kulje Oortin pilven läpi, eikä niidenkään painovoimavaikutus montaa pienkappaleita heilauta. Suurempiakin häiriötekijöitä on nähty.

Keltainen jättiläistähti gamma Microscopii oli eri luokkaa. Sen läpimitta on kymmenen kertaa suurempi kuin Auringon, ja massa 2,5 Aurinkoa. Tämä raskaahko tähti kulki 3,8 miljoonaa vuotta sitten ehkä vain valovuoden päästä meistä, ja luultavasti onnistui sekoittamaan Aurinkokunnan ulko-osia edes jonkin verran.

Ainakin esi-isämme, jo tuossa vaiheessa kahdella jalalla kulkeneet etelänapinat, näkivät sen taivaalla hieman Venusta kirkkaampana pisteenä vuosituhansien ajan.

Nykyisin näkemämme komeetat (ja osa törmäyskraattereista) saattavat olla gamma Microscopiin lähiohituksen aikaansaannoksia. Tai yhtä hyvin jonkin jonkin aiemman lähitähden. Varmasti emme kuitenkaan voi tietää. Emme ainakaan ennen kuin erotamme miten paljon tavaraa Oortin pilvessä todella lymyää. Tai ennen kuin pystymme laskemaan tähtien radat monin verroin nykyistä tarkemmin.

Päivitys 18.2. n. klo 13: Tarkennettu "ennätystä" tarkoittamaan vain tunnettujen tähtien lähiohituksia. Aurinko on historiansa aikana kulkenut nykyistä tiheämminkin 'tähditettyjen' alueiden läpi, joten lähempiäkin ohituksia on todennäköisesti tapahtunut. Sellaisista ei kuitenkaan ole muuta kuin simulaatioihin perustuvia tilastollisia arvioita.

Alla taulukko lähiohituksista. Muista myös muut jutut lähitähdistä: • (1) Proxima Centaurilla on kiertolainen? • (2) Millainen Proxima Centauri on? • (3) Tähti käväisi lähempänä kuin Proxima • (4) Monet tähdet tekevät lähiohituksia •

Tulevat ohitukset:
Tähti              vuosiluku               etäisyys
Hip 85605           n. 240 000-470 000 jaa. 0,13-0,65 vv = 8 200-41 000 AU
Gliese 710          n. 1 300 000 jaa.       0,33-1,44 vv = 21 000-91 000 AU
Proxima Centauri       n. 29 400 jaa.       2,90 vv = 183 000 AU
Alfa Centauri A+B      n. 30 400 jaa.       2,97 vv = 184 000 AU

Menneet ohitukset:
Tähti               vuosiluku               etäisyys
Scholzin tähti          n. 70 000 eaa.      0,59-1,17 vv = 37 000-74 000 AU
gamma Microscopii   n. 3 800 000 eaa.       1,14-4,37 vv = 72 000-273 000 AU

jaa. = jälkeen ajanlaskun alun ; eaa. = ennen ajanlaskun alkua ; vv = valovuosi ; AU = astronominen yksikkö eli 149 597 871 km

Kaikkien aikojen lähin tähti Markus Hotakainen Ti, 17/02/2015 - 21:01
Kuva: Michael Osadciw / University of Rochester
Kuva: Michael Osadciw / University of Rochester
Markus Hotakainen

Proxima Centauri on Auringon lähin naapuri – nykyisin. 4,2 valovuoden etäisyydellä se on kuitenkin periferiassa verrattuna Scholzin tähden etäisyyteen noin 70 000 vuotta sitten.

Löytäjänsä Ralf-Dieter Scholzin mukaan nimetty WISE J072003.20-084651.2 on hyvin himmeä punainen kääpiötähti, joka löytyi vuonna 2013 WISE-infrapunasatelliitin (Wide-field Infrared Survey Explorer) keräämästä havaintoaineistosta.

Tarkastellessaan tähden liikettä tähtitieteilijät huomasivat, että sen on muinoin täytynyt kulkea hyvin läheltä Aurinkokuntaa.

Kansainvälistä tutkijaryhmää johtanut Eric Mamajekin mukaan tähti herätti huomiota sillä, että se on "vain" 20 valovuoden etäisyydellä, mutta silti sen havaintosuuntaan nähden kohtisuora eli niin sanottu ominaisliike on taivaalla hyvin hidasta. Sen sijaan tähti on liikkumassa melkoista vauhtia melkein suoraan poispäin meistä.

Tätä nykyä Scholzin tähti on meistä jo noin 20 valovuoden etäisyydellä Yksisarvisen tähdistön suunnassa. Alla olevaan kuvaan on merkitty tähden sijainti 60 vuotta sitten (punainen pallo) ja nykyisin (sininen pallo) sekä valkoisella katkonuolella sen liike 200 vuoden aikana.

 

Tutkijat määrittivät tähden nopeuden ja kulkusuunnan tarkemmin Etelä-Afrikassa sijaitsevalla SALT-teleskoopilla (Southern African Large Telescope) ja Las Campanasin observatoriossa Chilessä sijaitsevalla Magellan-kaukoputkella tehtyjen havaintojen perusteella.

SALT-teleskoopilla työskentelevän Petri Väisäsen mukaan mittauksiin ryhdyttiin heti, kun observatorioon saatiin tieto läheisen tähden löytymisestä. "Havainnot olivat kuin suoraan tieteiselokuvasta: tähti on ohittanut meidät hyvin läheltä melko äskettäin. Mutta kuinka läheltä? Ja vaikuttiko tähti esimerkiksi komeettojen ratoihin niin, että niitä olisi suuntautunut kohti planeettoja?"  

Väisänen kertoo asiasta enemmän jutun lopussa olevassa videossa.

Kun tutkijat ottivat huomioon tähden liikkeeseen vaikuttavat tekijät koko Linnunradan vetovoimaa myöten, saatiin tulokseksi, että Scholzin tähti on 98 prosentin todennäköisyydellä kulkenut Aurinkokuntaa ympäröivän Oortin komeettapilven ulko-osien läpi.

Etäisyyttä Aurinkoon oli tuolloin noin 52 000 tähtitieteellistä yksikköä (Astronomical Unit, AU) eli Maan ja Auringon keskietäisyyttä. Se merkitsee noin 8 000 000 000 000 kilometriä eli ainoastaan 0,8 valovuotta. Lähimmän ohituksen aikaan välimatkaa oli siis vain viidennes Proxima Centaurin etäisyydestä.

Oortin pilven ulko-osissa komeettaytimiä on niin harvakseltaan, että tähti ei ilmeisesti juurikaan vaikuttanut niiden ratoihin. Todennäköisyys sille, että tähti olisi kulkenut pilven tiheämpien sisäosien halki ja saanut aikaan Aurinkokunnan keskusalueille suuntautuvia "komeettasuihkuja", on ainoastaan 1/10 000.

Vaikutuksen vähäisyys johtui myös kääpiötähden mitättömässä massasta, joka on vain noin kahdeksan prosenttia Auringon massasta. Sillä on kumppaninaan ruskea kääpiö, joka on massaltaan ainoastaan kuutisen prosenttia Auringosta. Seuralainen on "epäonnistunut" tähti, sillä sen massa ei ole riittävän suuri fuusioreaktioiden käynnistymiseksi sen ytimessä. 

Lähimmilläänkään Scholzin tähti ei ollut kovin kirkas, vain noin 10. magnitudia, joten se olisi erottunut ainoastaan kaukoputkella – edellyttäen, että sellaisia olisi ollut tuolloin olemassa. Tähdellä on kuitenkin voimakas magneettikenttä ja sen pinnalla tapahtuu rajuja flare-purkauksia, jotka voivat kasvattaa sen kirkkauden hetkellisesti monituhatkertaiseksi.

On siis mahdollista, että 70 000 vuotta sitten taivaalle tuijotelleet esivanhempamme näkivät Scholzin tähden paljain silmin joidenkin minuuttien tai tuntien ajan aina, kun siinä tapahtui voimallinen purkaus.

Tiedetuubi palaa piakkoin asiaan SALT-teleskoopin äärellä tehdyssä raportissa.

Lisää tähtien lähiohituksista toisessa jutussamme "Tähtiä tulee ja tähtiä menee" sekä alla olevassa, SALT-teleskoopilla kuvatussa videossa.

Tilaa aihepiirin Scholzin tähti RSS-syöte