Alfa Kentauri

Vahvistus: Lähin eksoplaneetta kiertää tähteä Rigil Kentaurus C

To, 12/22/2016 - 14:46 By Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO/M. Kornmesser

Kaksi tuoretta tutkimusta varmisti asioita aivan Auringon lähinaapurista. Proxima Centaurilla todella on kiertolainen, ja toisaalta Proxima itse todella kiertää Alfa Kentauria. Ja koko systeeminkin nimi muuttui Rigil Kentaurukseksi.

Tieteessä tärkeintä ei useinkaan ole se historiankirjoihin merkitty uusi idea, ensimmäinen havainto tai alustava matemaattinen mallikaan. Tärkeintä ovat niiden vahvistukset, jotka tosin jäävät usein turhan vähälle huomiolle.

Proxima b -planeetasta tuli eräs kohutuin tiedeuutinen vuonna 2016. Nyt toinenkin tutkijaryhmä on perehtynyt Proxima Centaurin vaappumiseen, josta planeetta havaittiin. He käyttivät analyysissään samoja aineistoja kuin planeetan löytäjätkin, mutta eri tekniikkaa. Planeetan vaikutus näkyi jokaisessa vieläpä selvemmin kuin alkuperäisessä löydössä.

Uusi lähestymistapa toi myös uutta tietoa. Se nimittäin sulki pois aiemmin auki jääneen mahdollisuuden, että kauempana Proximasta kiertäisi toinen planeetta. Tutkijoiden mukaan mitään merkittävää kiertolaista ei vaikuta löytyvän ainakaan 480 miljoonan kilometrin säteellä tähdestä. Tämä vastaa matkaa Auringosta asteroidivyöhykkeen ulkolaidalle.

Proximan planeetan vahvistavaa tutkimusta ei ole vielä hyväksytty julkaistavaksi, mutta sen voi lukea ArXiv-palvelusta.

Toisessa tutkimuksessa kävi ilmi, että Aurinkoa lähin tähtijärjestelmä on Alfa Kentauri. Asia on ollut vaakalaudalla noin sadan vuoden ajan, aina siitä lähtien kun Robert Innes löysi Proximan hieman lähempää vuonna 1915. Tähän asti ei ole ollut varmaa, onko Proxima osa tuota järjestelmää vai ei.

Tutkijat kertoivat marraskuussa onnistuneensa viimein mittaamaan Proximan nopeuden riittävän tarkasti: se on vain 300  metriä sekunnissa Alfa Kentaurin suhteen. Tämä on selvästi vähemmän kuin pakonopeus Alfan vaikutuspiiristä olisi Proximan etäisyydellä (n. 500 m/s). Edes mittausten virherajat eivät yllä lähellekään toisiaan. Tähdet ovat varmasti sidoksissa toisiinsa. Asiaa käsittelevä artikkeli on luettavissa Astronomy and Astrophysics -lehden verkkosivuilta.

Yksi Proximan kierros Alfan keskuksen (jossa muuten on kaksi muuta tähteä, A ja B) ympäri kestää noin 550 000 vuotta. Koska rata on varsin elliptinen, etäisyys päätähtiin vaihtelee tuona aikana 4300 ja 13000 AU:n välillä. AU tarkoittaa astronomista yksikköä, eli Maan ja Auringon välistä keskietäisyyttä.

Omaan aurinkokuntaamme sijoitettuna Proxima kiertäisi siis jossain sisemmän Oortin (tai Hillsin) pilven tienoilla. Toistaiseksi noin kaukaa ei täältä "omalta pihaltamme" ole onnistuttu löytämään ainuttakaan kappaletta. Jopa hypoteettinen yhdeksäs planeetta, Ykä, kävisi mallien mukaan enintään 1200 AU:n päässä.

Juuri nyt Proxima on kahdesta muusta tähdestä katsoen lähes ratansa kauimmassa pisteessä. Auringosta katsoen tähdet taas tekevät lähimmän ohituksensa noin 30 000 vuoden kuluttua (tästä lisää aiemmassa jutussamme tähtien lähiohituksista).

Lopuksi vielä muistutus: Koko käsitellyn lähimmän tähtijärjestelmän virallinen nimi on Rigil Kentaurus. Nimi tulee arabiankielisestä lauseesta "Al Rijl al Kentaurus" ja tarkoittaa Kentaurin jalkaa. Kansainvälinen tähtitieteellinen Unioni IAU virallisti nimen marraskuussa. Rigil Kentaurus valittiin monien muiden nimien, kuten Alfa Kentaurin ja Tolimanin, joukosta. Myös Proxima Centaurin nimi virallistettiin aiemmin tänä vuonna. Mutta nyt, koska se on myös osa Rigiliä, sillä on myös toinen virallinen nimi, "Rigil Kentaurus C". Samalla sen planeetta on sekä "Proxima Centauri b" että "Rigil Kentaurus Cb". IAU:n hyväksymästä nimilistasta löytyy 225 muutakin tuttua ja tuntemattomampaa tähteä.

Päivitys klo 18:50: Lisätty lyhyt kappale tähtien näennäisistä etäisyyksistä.

Otsikkokuva: ESO/M. Kornmesser (hahmotelma mahdollisesta maisemasta planeetan pinnalta)

Tähtiä tulee ja menee

Ke, 02/18/2015 - 04:14 By Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO

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