Lehdistötiedote

Galaksijoukko ja kokonainen galaksimeri

5. toukokuuta 2010

ESOn tänään julkistamassa uudessa laajakuvakulmaisessa kuvassa erottuu tuhansia kaukaisia galakseja, erityisesti Abell 315 -nimellä tunnettuun massiiviseen galaksijoukkoon kuuluva suuri galaksiryhmä. Tämä galaksiryhmittymä on kuitenkin vain jäävuoren huippu, sillä Abell 315 on useimpien muiden galaksijoukkojen tavoin pääosin pimeää ainetta. Galaksijoukon valtava massa taittaa taustalla olevien galaksien valon ja vääristää hieman niiden meille näkyvää muotoa.

Taivaalta erottuu paljain silmin lähinnä vain omaan Linnunrataamme kuuluvia tähtiä sekä joitakin naapurigalakseja Kaukaisemmat galaksit ovat liian himmeitä näkyäkseen paljain silmin. Jos kuitenkin pystyisimme näkemään ne, taivas sananmukaisesti peittyisi niistä. ESOn julkistama uusi laajakuvakulmainen, pitkän valotusajan kuva paljastaa tuhansia galakseja täysikuun kokoiselta taivaanalueelta.

Näiden galaksien etäisyys Maasta vaihtelee suuresti. Jotkin galakseista sijaitsevat suhteellisen lähellä. Niistä voi etenkin kuvan yläosassa erottaa kierteishaaroja ja soikionmuotoisia haloja. Kaukaisemmat galaksit näkyvät vain himmeinä läiskinä. Niiden valo on matkannut universumin poikki vähintään kahdeksan miljardia vuotta ennen saapumistaan Maahan.

Kuvan keskeltä alas ja vasemmalle ulottuu noin sadan kellertävän galaksin keskittymä. Kyseessä on massiivinen galaksijoukko, jolle amerikkalainen tähtitieteilijä George Abell antoi numeron 315 vuonna 1958 kokoamassaan luettelossa [1]. Galaksijoukko sijaitsee himmeiden punaisten ja sinisten galaksien ja Maan välissä noin kahden miljardin valovuoden päässä Valaskalan (lat. Cetus) tähdistön suunnassa.

Galaksijoukot ovat maailmankaikkeuden suurimpia painovoiman koossa pitämiä rakenteita. Niiden uumenissa piilee kuitenkin paljon muutakin kuin havaitsemamme galaksit. Galaksit muodostavat näiden jättirakenteiden massasta vain noin kymmenen prosenttia ja galaksien välinen kuuma kaasu toiset kymmenen prosenttia [2]. Loput 80 prosenttia koostuu galaksien välissä sijaitsevasta näkymättömästä ja tuntemattomasta pimeästä aineesta.

Pimeän aineen olemassaolo ilmenee sen gravitaatiovaikutuksesta: galaksijoukon valtava massa taittaa takana olevista galakseista tulevan valon kosmisen suurennuslasin tavoin, minkä tuloksena galaksit näkyvät aavistuksen verran vääristyneinä [3]. Taustagalaksien vääristymiä havainnoimalla ja analysoimalla tähtitieteilijät pystyvät päättelemään vääristymän aiheuttaneen galaksijoukon kokonaismassan, vaikka tämä massa onkin suurimmaksi osaksi näkymätöntä. Vaikutus on tavallisesti pieni, joten se on merkitsevien tulosten saamiseksi mitattava hyvin suuresta määrästä galakseja. Abell 315:n tapauksessa tutkittiin lähes 10 000:n kuvassa erottuvan himmeän galaksin muodot, joiden perusteella pystyttiin lopulta arvioimaan galaksijoukon kokonaismassa. Se on yli satatuhatta miljardia kertaa Auringon massan suuruinen [4].

Valtavien kosmisten välimatkojen ja kokojen vastapainoksi kuvaan on siroteltu myös kourallinen kohteita, jotka ovat paljon galakseja ja galaksijoukkoja pienempiä ja sijaitsevat paljon Maata lähempänä. Kuvasta erottuu monien oman galaksimme tähtien ohella myös lukuisten asteroidien piirtämiä sinisiä, vihreitä tai punaisia ratoja [5]. Asteroidit kuuluvat Marsin ja Jupiterin kiertoratojen välissä sijaitsevaan pääasteroidivyöhykkeeseen, ja niiden läpimitta vaihtelee kirkkauden mukaan joistakin kymmenistä kilometreistä muutamaan kilometriin.

Tämän kuva on otettu ESOn La Sillan observatoriossa Chilessä sijaitsevaan 2,2-metriseen MPG/ESO-kaukoputkeen yhdistetyllä WFI-kuvausjärjestelmällä (Wide Field Imager, laajakuvakulmainen kuvausjärjestelmä). Se on yhdistelmäkuva kolmella eri laajakaistasuotimella tehdyistä otoksista. B-suotimen valotusaika oli lähes tunti ja V- ja R-suodinten noin puolitoista tuntia. Näkymän laajuus on 34 x 33 kaariminuuttia.

Lisähuomiot

[1] Abellin luettelo vuodelta 1958 käsittää 2 712 galaksijoukkoa, joihin lisättiin 1 361 uutta galaksijoukkoa vuonna 1989. Abell laati tämän vaikuttavan kokoelman tutkimalla silmämääräisesti taivaankannesta otettuja valokuvalevyjä. Hän etsi niistä kohtia, joista löytyi keskimääräistä useampia galakseja meistä katsoen likimain samalta etäisyydeltä.

[2] Kymmenen prosenttia galaksijoukon massasta koostuu hyvin kuumasta protonien ja elektronien seoksesta (plasmasta). Sen lämpötila voi olla jopa yli kymmenen miljoonaa astetta, minkä ansiosta se näkyy röntgenteleskoopeilla.

[3] Tähtitieteilijät kutsuvat tällaisten vähäisten vääristymien aiheuttajia heikoiksi gravitaatiolinsseiksi. Vahvoille gravitaatiolinsseille puolestaan ovat tunnusomaisia näyttävämmät ilmiöt, kuten jättimäiset kaaret ja renkaat sekä monistuminen useiksi kuviksi.

[4] Heikkoon gravitaatiolinssi-ilmiöön perustuva tutkimus Abell 315 -galaksijoukosta on julkaistu Astronomy & Astrophysics -lehdessä vuonna 2009 ilmestyneessä artikkelissa (”Weak lensing observations of potentially X-ray underluminous galaxy clusters”, J. Dietrich et al.).

[5] Sininen, vihreä ja punainen rata viittaavat siihen, että kukin asteroideista on paikannettu jollakin näistä kolmesta suotimesta. Kukin radoista koostuu useista aliradoista, mikä on seurausta kullakin näistä suotimista tehdyistä useista valotuksista. Asteroidin etäisyys voidaan laskea näiden aliratojen pituuksista.

Lisätietoa

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope), maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, sekä VISTA, maailman suurin kartoituskaukoputki. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.