Lehdistötiedote

Tähtien perhepotretti näyttää kuvannustekniikan uusimmat mahdollisuudet

3. joulukuuta 2009

ESOn uusin kuva nostaa esille Trumpler 14 -nimisen nuoren tähtijoukon. Kuvan hienoista yksityiskohdista hahmottuu kaunis tilannekuva suuresta tähtiperheestä. Näyttävä perhepotretti otettiin ESOn VLT-teleskooppiin liitetyllä MAD-instrumentilla (Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator). Näin suurta taivaanaluetta ei ole koskaan aiemmin kuvannettu adaptiivista optiikkaa [1] käyttäen. Tähtitieteilijät pystyvät sen avulla poistamaan suurimman osan ilmakehän aiheuttamista vääristymistä.

Vaikuttavasta Kölin (lat. Carina) tähtisumusta löytyy galaksimme massiivisimpiin tähtiin kuluvan eeta Carinaen lisäksi kourallinen nuorten tähtien muodostamia valtavia tähtijoukkoja. Tähtiperheistä nuorin on Trumpler 14 -niminen tähtijoukko, joka on iältään alle miljoona vuotta. Universumin historiassa tämä on vain silmänräpäys. Kyseinen suuri avonainen tähtijoukko sijaitsee noin 8 000 valovuoden päässä Kölin tähdistön suunnassa.

Hugues Sanan johtama tähtitieteilijöiden ryhmä sai Trumpler 14:n keskiosasta hämmästyttävän teräviä kuvia ESOn VLT-teleskooppiin (Very Large Telescope) asennetun MAD-instrumentin (Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator) [2] ansiosta. Tähtitieteilijät pystyivät sen avulla poistamaan kuvista suurimman osan ilmakehän aiheuttamista vääristymistä. MAD tekee tämän korjauksen paljon laajemmalle taivaanalueelle kuin yksikään toinen nykyisistä adaptiivista optiikkaa hyödyntävistä instrumenteista, minkä ansiosta tähtitieteilijät voivat tuottaa entistä laajempia, kristallinkirkkaita kuvia.

Ryhmä sai laadukkaiden MAD-kuvien pohjalta aikaan varsin mainion perhepotretin. He havaitsivat, että Trumpler 14 ei ole vain tähtisumun nuorin – uusimman arvion mukaan vain 500 000 vuoden ikäinen – vaan myös tiheimmin kansoitettu tähtijoukko. Tähtitieteilijät laskivat kuvasta noin 2 000 tähteä, joista pienimmät olivat massaltaan alle kymmenesosan Auringosta ja suurimmat taas useita kymmeniä kertoja Auringon suuruisia. Ne kaikki sijaitsevat alueella, joka leveys on vain kuusi valovuotta eli alle kaksi kertaa Auringon ja sen lähimmän naapuritähden välinen etäisyys!

Tähdistä selvimmin erottuva on HD 93129A -niminen superjättiläinen, joka on galaksimme kirkkaimpia tähtiä. Tämän jättiläisen arvioidaan olevan noin 80 kertaa Aurinkoa suurempi ja noin 2,5 miljoonaa kertaa sitä kirkkaampi. Se muodostaa toisen kirkkaan ja massiivisen tähden kanssa kaksoistähtijärjestelmän. Tähtitieteilijät havaitsivat, että massiiviset tähdet muodostavat kaksoistähtiä vähemmän massiivisia tähtiä useammin ja ensisijaisesti toisten massiivisten tähtien kanssa.

Trumpler 14 -tähtijoukko on katsojalle vaikuttava näky. Tältä häikäisevän upealta taivaanalueelta löytyy useita valkosinisiä, kuumia ja massiivisia tähtiä, joista purkautuva voimakas ultraviolettivalo ja tähtituulet kuumentavat ympäröivän pölyn ja kaasun. Massiiviset tähdet polttavat valtavat vetyvarastonsa nopeasti loppuun – mitä massiivisempi tähti, sitä lyhyempi sen elinkaari. Näiden jättiläistähtien elinkaari päättyy dramaattisesti supernoviksi kutsutuissa räjähdyksissä vain muutaman miljoonan vuoden kuluttua.

Trumpler 14:ssä näyttäisi olevan myös joitakin oransseja tähtiä sinertävien naapuriensa seassa. Nämä oranssit tähdet sijaitsevat itse asiassa Trumpler 14:n takana. Punertava väri johtuu siitä, että sininen valo imeytyy pilven valtaviin kaasu- ja pölyharsoihin.

MAD-instrumentissa käytetyllä tekniikalla voidaan korjata ilmakehän väreilyn aiheuttamat häiriöt laajoilta taivaanalueilta. Tällä tekniikalla on keskeinen rooli seuraavan sukupolven E-ELT-teleskoopin (European Extremely Large Telescope) kehitystyössä.

Lisähuomiot

[1] Ilmakehän väreily samentaa maan pinnalla sijaitsevien teleskooppien havaintoja. Väreily saa tähdet tuikkimaan tavalla, joka ilahduttaa runoilijoita mutta on tähtitieteilijöille turhauttava, koska se tahrii teleskooppikuvien yksityiskohdat. Ongelma on ratkaistavissa adaptiivisen optiikan avulla. Teleskooppikuvat voidaan sen ansiosta korjata ilmakehän aiheuttamista vääristymistä tarkkuudeltaan lähes avaruuden olosuhteita vastaaviksi. Adaptiivisen optiikan kyky kompensoida ilmakehän väreilyn aiheuttamia vääristymiä perustuu peilin muodon tietokoneohjattuun säätöön. Järjestelmän laskee hyvin suurella nopeudella (satoja kertoja sekunnissa) reaaliaikaisia optisia korrelaatioita kuvadatasta, joka saadaan vertailutähdestä tulevan valon aaltorintaman vaihetta mittaavasta anturista (erikoiskamerasta).

[2] Nykyiset adaptiivista optiikkaa hyödyntävät järjestelmät pystyvät korjaamaan ilmakehän väreilyn vaikutuksen vain hyvin pienellä taivaanalueella (yleensä enintään 15 kaarisekuntia). Korjausteho heikkenee hyvin nopeasti vertailutähdestä poispäin siirryttäessä. Asiantuntijat ovat kehittäneet rajoituksen poistamiseksi erilaisia uusia tekniikoita. Yksi niistä on ns. monikonjugaattinen adaptiivinen optiikka (multi-conjugate adaptive optics). MAD-tekniikassa käytetään vertailukohteena yhden sijasta jopa kolmea tähteä. Niiden avulla poistetaan ilmakehän väreilyn aiheuttama sameus näkymästä, joka on kolmekymmentä kertaa laajempi kuin aiempien tekniikoiden mahdollistama näkökenttä (ESOn lehdistötiedote 19/07).

Lisätietoa

Hankkeen tutkimustulokset on esitelty Astronomy and Astrophysics -lehteen lähetetyssä artikkelissa (”A MAD view of Trumpler 14”, H. Sana et al.).

Tutkimusryhmään kuuluvat H. Sana, Y. Momany, M. Gieles, G. Carraro, Y. Beletsky, V. Ivanov, G. De Silva ja G. James (ESO). H. Sana työskentelee tällä hetkellä Amsterdamin yliopistossa Hollannissa.

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). Se on maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio. 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.

Linkit

• Lisätietoja: yleisölle avoin adaptiivista optiikkaa käsittelevä sivu
• Tutkimusartikkeli – http://www.aanda.org/articles/aa/abs/2010/07/aa13688-09/aa13688-09.html

Yhteystiedot

Hugues Sana
Amsterdam University
The Netherlands
Puh.: +31 20 525 8496
Sähköposti: H.Sana@uva.nl

Yuri Beletsky
ESO
Chile
Puh.: +56 5543 5311
Sähköposti: ybialets@eso.org

Enrico Marchetti
ESO
Garching Puh.: +49 89 3200 6458
Sähköposti: emarchet@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media