VILLEMI MURE VILLEM ON TAVALINE POISS, kes elab tavalises kohas ja käib tavalises koolis. Aga Villemil on üks mure, ebatavaline mure. Loodusõpetuses on ta õppinud, et maakera tiirleb ümber Päikese, et sedasama teevad teisedki planeedid Merkuur, Veenus, Marss ja mis nende nimed kõik olidki … Villem teab ka, et Päike on tegelikult täht. “Kas Päike võib ükskord ära kustuda?” ehmus Villem ühel õhtul oma mõttest, “lihtsalt ei tõuse enam – ja kõik. Kas Maal on siis igavesti pime ja külm?” Ka järgmisel päeval ei andnud see mõte talle rahu. Õhtu saabus kaunilt punava päikeseloojanguga. Selle järel läks taevas tumedaks ning üksteise järel süttisid helendavad täpikesed. Villem jalutas kodust ja tänavalaternate valgusest veidi eemale ning jäi taevast silmitsema. “Kui need vilkuvad täpikesed on samasugused tähed nagu Päike, kas siis nendegi ümber tiirlevad planeedid? Kas neil planeetidel elavad samasugused taimed ja loomad nagu Maal? Kas äkki meiesugused inimesedki?” Küsimusi järjest tekkis ja tekkis. “Kui kaugel need tähed on? Mida see lai heledam riba seal tähendab?”
9
Eks ema ja isa on ikka esimesed, kelle poole tüdrukud ja poisid oma muredega pöörduvad. Villem püüdis oma vanematelt abi saada, aga nemadki pidid peagi tunnistama, et ei mõista kõigile küsimustele vastata. “Aga Villem,” turgatas emale pähe, “sinu vanaonu Ferdinand töötab ju Tartu lähedal Tõraveres observatooriumis. Ta on eluaeg tähti uurinud, küllap tema juba oskab sulle kõik taevased asjad ära seletada.” Peagi oli onu Ferdinandiga kokku lepitud ning Villemi pere võttis ette sõidu Tõraverre. Onu Ferdinand näitas suurt teleskoopi, millega astronoomid tähti vaatavad, ning muudkui rääkis ja rääkis. Küll tegi ta juttu hiiglaslikust Jupiterist ja selle Suurest Punasest Laigust, küll sellest, miks Pluuto enam planeet ei ole. Kõrvalepõikeks rääkis onu Ferdinand neutrontähtedest, mis on raskemad kui Päike, aga nii väikesed, et mahuksid ära Tallinna linna. Päris imelikuks kiskus jutt mustade aukude ümber, aga Ferdinand lohutas, et mustad augud on tegelikult füüsikute jaoks väga lihtsad asjad. Palju keerulisem on teada saada, kuidas tekivad tähtede juures planeedid või miks universum nii kiiresti paisub. Lõpuks ütles Villemi ema onu Ferdinandile: “Sa tead nii palju ja oskad nii huvitavalt rääkida. Pane see kõik kirja ja avalda raamatuna. Siis ei pea sa igale uudishimulikule poisile või tüdrukule kõike uuesti seletama. Ja võib-olla kasvab raamatut lugedes mõne noore uudishimu nii suureks, et temast saab sinu töökaaslane.” Onu Ferdinand lubas selle üle järele mõelda. Võttis aega mis võttis, aga nüüd on raamat lugejate ees. Tavaliselt õpitakse tähed selgeks, et hakata neist sõnu kokku lugema ja kirjutama. Eesti keel on aga niisugune huvitav keel, et sõnal “täht” on teinegi tähendus: selgel ööl säravad taevas tähed. Mida paremini oskame lugeda kirjatähti, seda keerukamaid tekste suudame mõista. Kui taevatähed on selged, saame neist kokku panna täheparvi, galaktikaid, galaktikaparvi ja lõpuks kasvõi terve universumi. Kui eelmises lauses 10
oli mõni tundmatu sõna, siis ei maksa ehmuda. Just selliste sõnade taga olevate taevanähtuste seletamiseks ongi see raamat mõeldud. Filmist “Nukitsamees” tuntud Olav Ehala laulus küsitakse: “Mis on kodu, kus on kodu, kus on kodukoht?” Küsimus ei tundu just eriti keeruline olevat. Igaüks ju teab, missugune ja kus ta kodu on. Tavaliselt mõtleme kodu all oma maja või korterit, aga sageli räägime ka kodukülast või kodutänavast, mis asub koduvallas või kodulinnas. Meil on kodumaa – kaunis Eesti. Kui rändame maailmas ringi, tundub Euroopa meile ehk kuidagi kodusem ja hubasem kui kauged eksootilised maad. Kogu inimkonna jaoks on aga planeet Maa tema kodu. Ja Päike on Maa kodutäht. Päike on vaid üks täht sadadest miljarditest, mis moodustavad Linnutee galaktika. Sedagi võime nimetada oma kodugalaktikaks, sest on olemas veel sadu miljardeid teisi galaktikaid. Mida rohkem me neid kaugeid taevakehasid tundma õpime, seda kodusemad need meile tunduvad. Nii võimegi mõelda, et kogu hiigelsuur universum on meie kosmiline kodu. Vaatame seal natuke ringi.
11
PÄIKE JA TEMA PEREKOND
12
13
Päike — kõige tähtsam täht PÄIKESETA POLEKS ELU. Maakera ei saaks olla koduks ei inimestele ega teistele elusolenditele, kui ta ei asuks parajal kaugusel ühest kollakast tähest, mida inimesed nimetavad Päikeseks. Ainult tänu temale on Maal mitmekesiseks eluks piisavalt soojust ja valgust. Paras kaugus tähendab seda, et Maal leidub vedelat vett, milleta oleks raske elu ette kujutada. Kui Maal oleks temperatuur igal pool pidevalt alla null kraadi, oleks kogu vesi jäätunud. Suur kuumus aga aurustaks vee – nagu keev vesi teekannus või potis aurab – ja vesi oleks Maalt juba ammu kadunud. Niisiis on Päike meie jaoks kõige tähtsam täht. Kui kuskil teise tähe juures leidub mõnes planeedisüsteemis meie suguseid (või ehk targemaid?) olendeid, peaksid nemad muidugi oma tähte kõige tähtsamaks. Kui neilgi oleksid teleskoobid, siis tunduks Päike nende jaoks üsna rahulik, võib-olla isegi igav täht. Just see rahulikkus on meile oluline. Leidub tähti, mis oma heledust üsna kiiresti suurtes piirides muudavad. See tähendab, et ka tähe ümber tiirlevatel 14
15
planeetidel oleks kliima väga muutlik. Eriti ohtlikud on lühiajalised sähvatused, mis paiskavad maailmaruumi rohkesti niisugust kiirgust, mida astrofüüsikud nimetavad lühilaineliseks. See mõjub elule hävitavalt. Päike ei ole siiski üdini rahulik. Räägitakse Päikese aktiivsusest, mis kulgeb umbes 11-aastase tsükliga. Päikeselt tulev tillukeste elektrilaenguga osakeste voog ehk päikesetuul tekitab vahel Maa läheduses magnettorme, mis võivad mõjutada tundlike elektroonika seadmete tööd ning annavad eriti tunda kosmoselaevades, aga ka lennukites. Nii põhjapoolsetes maades kui ka Maa lõunapooluse ümbruses kaasneb magnettormidega kaunis loodusnähtus – virmalised. Päike on tavaline täht ehk väga kuum gaasikera. Füüsikud nimetavad sellist aine olekut, mis esineb tähtedes, plasmaks. See tähendab, et gaas koosneb elektrilaenguga osakestest: aatomitest lahti rebitud negatiivse laenguga elektronidest ja positiivse laenguga aatomituumadest. Maapealses looduses sellist nähtust naljalt ei leia. Selle tekitamiseks on vaja temperatuuri, mida on raske ette kujutadagi. Kui meie tava pärases Celsiuse skaalas keeb vesi 100 kraadi juures, tundub see meile kõrvetavalt kuum. Tina kui üks pehmemaid metalle sulab 232-kraadises kuumuses, enamik metalle umbes 600–1500 kraadi kandis. Kõige visamalt peab vastu volfram, millest tehakse näiteks elektripirnide hõõgniite, selle sulamistemperatuur on 3400 kraadi. Aga Päikese nähtaval pinnal on sooja 5500 kraadi. Ja kui mõttes liikuda pinnalt sisemusse, läheb kuumus järjest kõrvetavamaks. Päikesekera keskpunktis ja selle lähemas ümbruses näitaks kraadiklaas – kui selline saaks olemas olla – 15 miljonit kraadi! Kui jutt juba suurtele arvudele läks, siis võiks rääkida ka Päikese läbimõõdust. See on 1,392 miljonit kilomeetrit ehk 109 korda suurem kui Maa oma. Päikese ja Maa vaheline kaugus on 150 miljonit 16
Päikese ehitus Kroon Temperatuur: 1,1–2,7 miljonit °C Tihedus: 10-16 g/cm3
üleminekuala Temperatuur: 22 000 °C – 1 miljon °C Tihedus: 2 x 10-13 g/cm3
kromosfäär Temperatuur: 5500 °C – 20 000 °C Tihedus: 10-12 g/cm3
Fotosfäär Temperatuur: 5000 °C Tihedus: 10-9 g/cm3
Konvektsioonivöönd Temperatuur: 1,9 miljonit – 5500 °C Tihedus: 2 x 10-7 g/cm3
Kiirgusvöönd Temperatuur: 1,9 miljonit °C Tihedus: alates 20 g/cm3
Tuum Temperatuur: 15 miljonit °C Tihedus: 150 g/cm3
kilomeetrit. Astronoomid on selle võtnud kauguse mõõtmise ühikuks, mida on Päikesesüsteemi piires hea kasutada ja mille nimi ongi astronoomiline ühik, tähisega aü. Kui kujutleda, et saaksime kuidagi Päikeseni sõita auto tavapärase kiirusega 90 kilomeetrit tunnis, võtaks sõit aega 190 aastat, seda ilma ühegi söögi- või joogipausita. Kosmoselaevaga reisimine oleks paremini hoomatav, see kestaks vaid 155 ööpäeva kiirusel 11,2 kilomeetrit sekundis. Valgus levib samuti lõpliku kiirusega, aga see on väga suur: 300 000 kilomeetrit sekundis. Valgusel kulub Päikeselt Maale jõudmiseks ainult 8 minutit ja 20 sekundit. 17