2
min read
A- A+
read
Kääpiöt karkuteillä
Markus Hotakainen
15.05.2015

Otsikko ei viittaa Disneyn ensimmäisen pitkän värianimaation Lumikin ja seitsemän kääpiön kuvitteelliseen jatko-osaan, vaan pallomaisessa tähtijoukossa 47 Tucanae käynnissä olevaan tähtien jäänteiden eli valkoisten kääpiöiden vaellukseen.

Valkoiset kääpiöt ovat Auringon kokoluokkaa olevien tähtien kehityksen päätepisteitä. Kun tähden polttoaine alkaa loppua, se laajenee punaiseksi jättiläiseksi ja lopulta puhaltaa suuren osan aineestaan avaruuteen. Jäljelle jää hiljalleen laajeneva ja harveneva planetaarinen sumu, ja suunnilleen Maan kokoinen valkoinen kääpiö.

Pallomaisissa tähtijoukoissa valkoiset kääpiöt käyvät levottomiksi ja alkavat siirtyä hitaasti kohti joukon laitamia. Syynä on erimassaisten tähtien gravitaatiobiljardi. Ohitellessaan massiivisia jättiläistähtiä pienemmät tähdet – ja valkoiset kääpiöt – ryöväävät niiltä liike-energiaa. Saadessaan lisää vauhtia pienet tähdet viilettävät kauemmas joukon tiheästä keskustasta, mihin puolestaan massiiviset tähdet "putoavat" niiden nopeuden hidastuttua.

Tähän asti tämä kaikki on ollut teoriaa ja perustunut havaintoihin tähtien jakaumasta pallomaisissa joukoissa. Nyt Hubble-avaruusteleskoopilla on ensimmäisen kerran onnistuttu näkemään, kun valkoiset kääpiöt matkaavat kohti joukon ulko-osia.

47 Tucanae on satojen tuhansien tähtien muodostama pallomainen joukko, joka sijaitsee noin 16 700 valovuoden etäisyydellä eteläisellä taivaalla Tukaanin tähdistön suunnassa. Se on taivaan toiseksi kirkkain pallomainen joukko Omega Centaurin jälkeen ja näkyy helposti paljain silmin – jos matkustaa riittävän etelään sitä katselemaan. 

Hubblella tehdyissä havainnoissa tutkittiin noin neljännestä tähtijoukon valkoisista kääpiöistä. Noin 3 000 kääpiötä jakautui pääosin kahteen ryhmään. Toiseen kuului noin kuuden miljoonan vuoden ikäisiä ja toiseen noin 100 miljoonan vuoden ikäisiä kääpiöitä.

Nuoremmat kääpiöt ovat vasta aloittaneet vaelluksensa, mutta vanhemmat ovat jo "perillä" kaukana joukon tiheästä keskustasta. Eteneminen on hidasta, sillä kääpiöt eivät singahda joukon laitamille suorinta tietä, vaan niiden kiertorata joukon sisällä kasvaa vähitellen, noin 50 kilometrin tuntivauhdilla. Siten koko matkaan kuluu aikaa noin 40 miljoonaa vuotta. Se ei kuitenkaan ole pitkä aika verrattuna joukon ikään, joka on noin 10 miljardia vuotta.

Vaelluksessa ja sen havaitsemisessa ei sinänsä ole mitään yllättävää, mutta tutkijat hämmästelivät sitä, että nuorimmat kääpiöt ovat vasta lähdössä matkaan. Se saattaa viitata siihen, että kuoleva tähti puhaltaa valtaosan massastaan avaruuteen kehityksensä myöhemmässä vaiheessa kuin tähän asti on arveltu. Hubblella tehtyjen havaintojen perusteella tähti menettää noin puolet massastaan vasta kymmenisen miljoonaa vuotta ennen muuttumistaan valkoiseksi kääpiöksi.

Havaintojen teko onnistui Hubble-avaruusteleskoopilla, koska se toimii myös ultraviolettialueella, jolla kuumat valkoiset kääpiöt erottuvat kirkkaina. Lisäksi Hubble on Maata kiertävällä radalla, ultraviolettisäteilyä tehokkaasti suodattavan ilmakehän ulkopuolella.

Kuvat: NASA/ESA/H. Richer & J. Heyl (University of British Columbia)