Miten Linnunrata kasvoi aikuiseksi?

Ma, 01/11/2016 - 14:15 Markus Hotakainen
Linnunradan kasvukartta

Kotigalaksillemme on ensimmäistä kertaa laadittu "kasvukäyrä" – tai oikeastaan kasvukartta.

SDSS-kartoituksen (Sloan Digital Sky Survey) avulla on määritetty yli 70 000 tähden ikä melkein puolen galaksin eli 50 000 valovuoden läpimittaisella alueella.

"Lähellä galaksimme keskusta on vanhoja tähtiä, jotka syntyivät, kun Linnunrata oli nuori ja pieni. Kauempana siitä on nuorempia tähtiä. Voimme päätellä, että kotigalaksimme kasvoi isoksi kasvamalla ulospäin", toteaa tutkimusta johtanut Melissa Ness tähtitieteen Max Planck -instituutista.

Kartoitus tehtiin tarkastelemalla punaisia jättiläisiä, jotka ovat elämänsä ehtoopuolella. Niistä on mahdollista tehdä havaintoja hyvin suurten etäisyyksien päästä, jopa Linnunradan laitamilta saakka.

"Jos tunnemme punaisen jättiläisen massan, saamme selville sen iän tähden sisäisen fuusiokellon avulla", sanoo Marie Martig.

"Punaisten jättiläisten massan määrittäminen on ollut aiemmin hyvin hankalaa, mutta Linnunradan kartoituksessa on voitu ottaa käyttöön uusia, mullistavia menetelmiä."

SDSS-kartoitukseen liittyvä APOGEE (Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment) on mahdollistanut 300 tähden huipputarkan spektrin määrittämisen samanaikaisesti. 

"Näin monen tähden havaitseminen kerralla tarkoittaa, että 70 000 punaisen jättiläisen spektrin määrittäminen onnistuu yhdellä ainoalla kaukoputkella muutamassa vuodessa", kehuu Steve Majewski APOGEE-hankkeesta.

Pelkät spektrit eivät kuitenkaan riitä, joten tutkijat käyttivät hyväkseen eksoplaneettoja etsivän Kepler-avaruusteleskoopin kirkkaushavaintoja. Näin saatiin selvitettyä yhteys tähtien spektrin ja iän välille – kymmenille tuhansille jättiläistähdille.

"Parhaiten tuntemassamme galaksissa – eli omassamme – näemme selvästi, miten kylmän pimeän aineen hallitsemassa maailmankaikkeudessa galaksit muotoutuvat", Ness arvioi.

"Koska näemme Linnunradassa niin suuren määrän yksittäisiä tähtiä, voimme kartoittaa sen kasvun ennennäkemättömällä tarkkuudella."

Kuvassa on taiteilijan näkemys Linnunradasta. Punaisilla pisteillä on merkitty tähdet, jotka ovat syntyneet Linnunradan vaatimattomassa nuoruudessa. Galaksin varttuneemmalla iällä syntyneet nuoremmat tähdet on merkitty sinisellä. Väripalkki kertoo, kuinka monta miljardia vuotta sitten eri väreillä merkityt tähdet ovat syntyneet.

Kuva: G. Stinson (MPIA)