Laurits Leedjärv
MEIE KOSMILINE KODU
SISUKORD
VILLEMI MURE 9
PÄIKE JA TEMA PEREKOND 12
PÄIKE KÕIGE TÄHTSAM TÄHT 14
PLANEETIDE VENNASKOND 20
Merkuur, kus päev on pikem kui aasta 21
Veenus, kõige tulisem 22
Kodune Maa ja talle truu Kuu 24
Punane Marss, natuke Maa moodi 26
Jupiter, tõeline hiiglane 28
Rõngastega Saturn, hõredam kui vesi 30
Uraan, isemoodi pöörleja 32
Neptuun, külm ja tuuline 33
PLUUTO JA ERIS; HALLEY JA CERES … JA VEEL MILJONID 34
TÄHTEDE MITMEKESINE MAAILM 44
KÜLMAD JA KUUMAD, KÄÄBUSED JA HIIUD 46
TÄHTEDE ELUKÄIK 50
SÄRAVAD SUPERNOOVAD 58
NEUTRONTÄHED JA MUSTAD AUGUD 62
TÄHED EI ARMASTA ÜKSINDUST 74
TEISED PÄIKESED, TEISED MAAILMAD 78
LINNUTEE JA TEISED GALAKTIKAD 90
SADADE MILJARDITE TÄHTEDE KOGUMID 92
GALAKTIKAD KOGUNEVAD PARVEDESSE 96
ERITI SÄRAVAD TÄHETAOLISED GALAKTIKAD 104
KUIDAS KÕIK ALGUSE SAI? 110
LÕPETUSEKS 116
VILLEMI MURE
VILLEM ON TAVALINE POISS, kes elab tavalises kohas ja käib tavalises koolis. Aga Villemil on üks mure, ebatavaline mure. Loodus õpetuses 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 tänava laternate 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?”
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
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.
Teised päikesed, teised maailmad
INIMESED ON TAEVASSE vaadates ikka mõelnud, kas ka kaugete tähtede juures võiks leiduda planeete – olgu siis Maaga sarnaseid või teistsuguseid. Vastus sellele igavesele küsimusele hakkas selgemat kuju võtma 1995. aastal, mil Šveitsi astronoomid Michel Mayor ja Didier Queloz avastasid planeedi tähe 51 Pegasi juures. 2019. aastal pälvisid nad selle eest Nobeli füüsikaauhinna. Teiste tähtede juures olevaid planeete hakati nimetama eksoplaneetideks. Selle raamatu trükkimise ajaks 2024. aasta sügisel on teada umbes 5800 eksoplaneeti ja see arv kasvab pidevalt. Planeete teiste tähtede juures avastatakse
põhi mõtteliselt samal viisil nagu kaksiktähti – selle järgi, et nad tekitavad tähevarjutusi või panevad tähe korrapäraselt liikuma. Nii nagu heledat valgust andva lambi kõrval on raske näha küünalt, ei saa ka ekso planeete tavaliselt teleskoobiga otse näha või pildistada. Tähe valgust varjutades on siiski üsna mitmetest eksoplaneetidest fotosid tehtud.
Eksoplaneedi 51 Peg B mass on umbes pool Jupiteri massi. Ta tiirleb ümber Päikesega sarnase tähe 51 Peg.
Astronoomid on arvutanud, et tõenäoliselt leidub meie Linnutee galaktikas eksoplaneete vähemalt sama palju kui tähti – umbes 200 miljardit – aga võib-olla isegi keskmiselt 1,5 planeeti iga tähe kohta. See ei tähenda, et kõik tähed oleksid planeediomanikud. Pigem on see päikesetaoliste ehk väiksemate ja jahedamate üksiktähtede privileeg. Kaksiktähtedes on planeetidel raskem hakkama saada. Kumbki täht tiriks planeete enda poole ja ei laseks neil rahulikult kindlal orbiidil tiirelda. Mõned erijuhud on siiski võimalikud. Kui kaks tähte on hästi lähestikku, võivad planeedid neist kaugel liikuda, pidades kaksikpäikest üheks täheks. Või siis on kaksiktäht ise hästi lai ja planeedid võivad
Kepler90 süsteemi planeetide suurused
Kepler90c Kepler90f Kepler90¡ Kepler90d Kepler90e
PÄIKESESÜSTEEM
planeetide suurused on mõõtkavas, vahekaugused mitte.
tiirelda selle ühe komponendi ümber nii, et teine täht neid ei sega. Kui sellisel planeedil juhtub elama teadlikke vaatlejaid, särab nende taevas otsekui kaks päikest.
Päikesesüsteemis on kaheksa planeeti. Mitme eksoplaneediga tähtede hulgas on teada ainult üks kaheksa planeediga süsteem –Kepler-90 – ja need kaheksa mahuvad kõik Maa orbiidi ehk 1 aü sisse. Hästi tuntud on täht TRAPPIST-1, mille kõik seitse planeeti on jälle tähele hästi lähedal. Kuue planeediga tähti on teada kümmekond, paljude tähtede juures on leitud vaid üks või kaks planeeti. See ei tähenda, et paljude planeetidega tähti olekski väga vähe olemas. Meie planeetide
otsimise meetodid on piiratud tehniliste võimalustega. Kui mõne kauge tähe juures uuriksid inimkonna praeguste oskuste ja võimalustega vaatlejad Päikest, oleks neil peaaegu võimatu avastada
Maad või Veenust, rääkimata Marsist või Merkuurist. Nad saaksid aimu üksnes Jupiteri ja Saturni olemasolust. Uraani või Neptuuni leidmiseks peaks meie planeedisüsteemi palju aastakümneid järjekindlalt jälgima. Üldiselt on lihtsam leida suuremaid planeete, mis on oma ematähele lähedal. Sellepärast ei saa praegu veel kindlalt öelda, kas mõne tähe ümber tiirleb meie Päikesesüsteemiga sarnane planeedisüsteem.
Hoolimata sellest, et eksoplaneete on teleskoobis otse näha väga raske, oskavad astronoomid arvutada nende läbimõõtu ja massi. Selgub, et keskmiselt on iga 100 teadaoleva eksoplaneedi hulgas 32 Jupiteri- või Saturni-sarnast hiidplaneeti, 34 Neptuunivõi Uraani-taolist ehk Maast 10–20 korda raskemat planeeti ja 30 nii nimetatud üli-Maad, mis on meie Maast 2–10 korda raskemad. Päris Maa-sarnaseid ehk sellest natuke väiksema või suurema massiga planeete on saja hulgas ainult neli. Siiski tuleb meeles pidada, et Maa-taolisi planeete on praegu väga raske avastada.
Tulevikus leiame neid ilmselt rohkem. Paljud teadaolevad eksoplaneedid on oma ematähele väga lähedal ja tiirlevad tähega sünkroonselt nii, et nende üks külg on kogu aeg tähe poole pööratud – nagu meie Kuu Maa poole. Tähe lähedal on väga kuum. Kõige kuumema teadaoleva planeedi KELT-9 b päevapoole temperatuur on umbes 4300 kraadi. See tähendab, et üle poole Linnutee galaktika tähte dest on sellest planeedist jahedama pinnaga. Sellises põrgu kuumuses kivimid sulavad ja planeedi pind võib olla kaetud laavaga. Mõned külmemad planeedid võivad olla üleni kaetud
Punase kääbustähe TRAPPIST1 juures leitud seitse planeeti võrdluses Maaga. Keerukate vaatluste ja analüüsi teel on teadlased leidnud, et mõnel neist planeetidest võib leiduda vett.
HUVITAVTEADA!
Selle järgi, mis meil on seni teiste tähtede planeedisüsteemide kohta teada, tundub, et meie Päikesesüsteemi ülesehitus võib olla väga eriline ja haruldane – hiidplaneedid Jupiter ja Saturn on Päikesest kaugel ja kaitsevad sisemisi planeete liiga tiheda pommitamise eest asteroidide ja komeedituumadega. Teoreetilised arvutused näitavad, et selliseid süsteeme on võib-olla ainult üks protsent kõigist planeedisüsteemidest.
Igaühel meist on kodu, on koduküla või kodu linn, on kodumaa. Planeet Maa on kõigi inimeste kodu. Päike on meie kodutäht ja vähemalt 200 miljardist tähest koosnev Linnutee kodugalaktika. Ja seegi pole veel kogu kosmos. Galaktikaid leidub oma korda sadu miljardeid.
Kui laps õpib selgeks tähed, saab ta hakata lugema ja kirjutama. Taevatähtede tundmine juhatab meid galaktikateni, galaktikaparvedeni ning lõpuks kogu universumini. See raamat on teejuhiks meie kosmilises kodus, kuhu kuuluvad nii Päike kui Kuu, nii Veenus kui Jupiter, nii Siirius kui Antaares, nii Kassisilm kui Kaelakee ja veel palju-palju muud huvitavat. Rändama on oodatud eelkõige lapsed ja noored, kes on juba mõne aasta koolis käinud, aga lahkesti on kaasa kutsutud ka nende vanemad ja kõik, kes tahavad tutvust oma kosmilise koduga süvendada või värskendada.
