Lehdistötiedote

Saturnus-sumun oudot rakenteet

27. syyskuuta 2017

Näyttävä planetaarinen sumu NGC 7009 eli Saturnus-sumu ilmaantuu pimeydestä kuin sarja oudonmuotoisia kuplia, jotka loistavat upeissa vaaleanpunaisen ja sinisen sävyissä. Tämä värikäs kuva otettiin ESO:n VLT-teleskoopin tehokkaalla MUSE-havaintolaitteella osana tutkimusta, joka kartoitti planetaarisen sumun sisäistä tomua ensimmäistä kertaa. Muun muassa kuoria, halon ja kiehtovia aaltomaisia rakenteita käsittäviä tomun runsaita, monimutkaisia rakenteita paljastava kartta auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään kuinka planetaariset sumut kehittävät oudot muotonsa ja symmetriansa.

Saturnus-sumu sijaitsee noin 5000 valovuoden etäisyydellä Vesimiehen tähdistössä (Aquarius). Sen nimi tulee sen oudosta muodosta, joka muistuttaa kaikkien lempirengasplaneettaa sivulta nähtynä.

Tosiasiassa planetaarisilla sumuilla ei kuitenkaan ole mitään tekemistä planeettojen kanssa. Saturnus-sumu oli alunperin pienimassainen tähti, joka laajeni punaiseksi jättiläiseksi elämänsä lopulla ja alkoi vuotaa avaruuteen uloimpia kaasukerroksiaan. Voimakkaat tähtituulet puhalsivat tämän materian ulos ja jäljelle jääneen kuuman tähtiytimen ultraviolettisäteily nosti sen energiatasot niin, että muodostui tähteä ympäröivä tomun ja kirkasvärisen kuuman kaasun sumu. Saturnus-sumun ytimessä sijaitsee tässä kuvassa näkyvä tuhoon tuomittu tähti, joka on muuttumassa valkoiseksi kääpiöksi [1].

Ymmärtääkseen paremmin kuinka planetaariset sumut muovautuvat tällaisiin outoihin muotoihin ESO:n Jeremy Walshin johtama kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä käytti MUSE-havaintolaitetta (Multi Unit Spectroscopic Explorer) kurkistaakseen Saturnus-sumun tomuhuntujen sisäpuolelle. MUSE on yhteen neljästä ESO:n Paranalin observatoriolla Chilessä sijaitsevan VLT-teleskoopin yksikköteleskoopista asennettu havaintolaite. Se on niin tehokas, koska se ei vain muodosta kuvaa vaan myös kerää tietoa kuvan jokaisen pisteen valon spektristä eli värijakaumasta.

Tutkimusryhmä käytti MUSE:a tuottaakseen ensimmäisen yksityiskohtaisen optisen kartan planetaarisen sumun kautta jakautuneesta kaasusta ja tomusta [2]. Tuloksena on Saturnus-sumusta saatu kuva, joka paljastaa monia hienoja rakenteita, mukaanlukien elliptisen sisäkuoren, ulkokuoren ja halon. Se näyttää myös kaksi aikaisemmin kuvattua virtausta, jotka ulottuvat sumun pitkän akselin molemmista päistä ja päättyvät kirkkaisiin kahvamaisiin rakenteisiin.

Mielenkiintoista kyllä, tutkimusryhmä löysi tomusta myös aaltomaisen rakenteen, jota ei vielä täysin ymmärretä. Tomu om jakaantunut kautta koko sumun, mutta tomun määrässä on merkittävä vähenemä sisemmän kuoren reunalla, missä näyttää siltä, että se tuhoutuu. Tähän tuhoutumiseen on olemassa useita mahdollisia mekanismeja. Sisempi kuori on pohjimmiltaan laajeneva shokkiaalto, joten se saattaa iskeytyä tomuhiukkasiin tuhoten ne, tai tuottaen ylimääräisen kuumenemisilmiön, joka haihduttaa tomua.

Kaasun ja tomun rakenteiden kartoittaminen planetaaristen sumujen sisällä auttaa ymmärtämään niiden roolia pienimassaisten tähtien elämässä ja kuolemassa sekä auttaa myös tähtitieteilijöitä ymmärtämään kuinka planetaariset sumut saavat oudot ja monimutkaiset muotonsa.

MUSE:n mahdollisuudet ulottuvat kauas planetaaristen sumujen ulkopuolelle. Tämä herkkä havaintolaite kykenee myös tutkimaan tähtien ja galaksien muodostumista varhaisessa maailmankaikkeudessa sekä kartoittamaan pimeän aineen jakaumaa lähimaailmankaikkeuden galaksijoukoissa. MUSE on myös muodostanut ensimmäisen 3D-kartan Luomisen pilareista Kotkasumussa (eso1518) ja kuvannut näyttävän kosmisen törmäyksen läheisessä galaksissa (eso1437).

Lisähuomiot

[1] Planetaariset sumut ovat yleensä lyhytikäisiä. Saturnus-sumu kestää vain joitakin kymmeniä tuhansia vuosia ennen kuin se laajenee ja viilenee niin paljon, että se muuttuu meille näkymättömäksi. Keskustan tähti jatkaa himmenemistä sen muuttuessa kuumaksi valkoiseksi kääpiöksi.

[2] NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskooppi on aikaisemmin tuottanut näyttävän kuvan Saturnus-sumusta, mutta — toisin kuin MUSE — se ei voi paljastaa koko sumun jokaisen pisteen spektriä.

Lisätietoa

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Valokuvia VLT-teleskoopista
• Valokuvia MUSE-havaintolaitteesta
• MUSE:n ensivalon lehdistötiedote

Yhteystiedot

Jeremy Walsh
ESO
Garching bei München, Germany
Sähköposti: jwalsh@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@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