Tagasi kosmosesse
Numbriga neli lõppevad aastad on Tartu lähedal Tõravere künka otsas töötavatele täheteadlastele alati tähenduslikud.
Kõigepealt ei saa mööda minna faktist, et aastal 1604 sähvatas viimane usaldusväärselt registreeritud supernoova meie Galaktikas. Pole teada, kas toona Tõravere nõlvadel jalutanud inimesed ja pudulojused seda kosmilist vahejuhtumit märkasid, kuid teatavatel põhjustel, millest allpool pikemalt, on see tõsiasi väga oluline Tõravere tänastele asukatele.
1814. aastal algatas Friedrich Georg Wilhelm Struwe Tartus regulaarsed tähevaatlused, mis on nüüdseks ühtejutti kestnud juba 190 aastat. 1824. aastal paigaldati Tartusse ekstra selleks otstarbeks toonase maailma suurim teleskoop. 1864. aastal Struwe suri ning täpselt sada aastat sellest kurvast sündmusest hiljem, 1964. aastal, avati Tõravere praegune tähelinnak. 1974. aastal valmis observatootiumi suurim, 1,5meetrise läbimõõduga teleskoop.
Tänavu, 2004. aastal, sai lõpuks valmis korralik asfalttee selle vaatlusriista juurde, naljatavad astronoomid ise.
Kuid käesoleva aasta tegelik tähendus ja sobivus ülaltoodud aegritta selgub alles tuleval kümnendil. Selleks ajaks on oma töö lõpetanud Euroopa kosmoseagentuuri (ESA) lennuaparaadid, mille lendude ettevalmistamise kallal töötatakse just praegu ka Tõravere arvutite ja teleskoopide taga. Esimest korda pärast Nõukogude Liidu kosmosehiilguse kümnendeid jõuvad Eesti teadlaste mõttetöö viljad jälle maailmaruumi.
Galaktika kaart
Eeldatavasti 2010. aastal startiv orbitaalteleskoop Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) kuulub kosmoseagentuuri tähtsaimate käsilolevate tööde hulka ning selle ülesanne on ei rohkem ega vähem kui miljardi visuaalselt nähtava tähe võimalikult mitmekülgne kaardistamine.
Miljard tähte on kõigest üks protsent Galaktika ligikaudsest tähehulgast. Kuid nende ülemõõtmine avardaks meie galaktikatundmist sadu kordi.
“Üks protsent kogu populatsioonist on sotsioloogiliselt täiesti esinduslik valim,” laenab astronoom Indrek Kolka paralleeli sotsiaalteaduste arsenalist. “Projekti pretensioonikus ei seisne aga mõõdetavate tähtede arvus, vaid mõõtmiste metoodikas ja mõõdetavates parameetrites.”
Viie aasta jooksul mõõdab Gaia miljardi tähe ülitäpse asukoha, heleduse, energiajaotuse, temperatuuri, keemilise koostise ning arvutab punanihke alusel tähtede liikumiskiiruse nii üksteise kui ka Maa suhtes. Teleskoop märkab objekte, mis on kuni miljon korda nõrgemad kui silmaga nähtavad taevakehad, ning nii jäävad pildile ka kauged planeedid, asteroidid ja teised galaktikad. Just nimelt pildile, sest Gaia saab kaasa digitaalkaamera, mille lahutusvõime on mitusada miljonit pikselit. Mitu miljonit pikselit on vastu panna teie kodusel vestitaskukaameral? Heal juhul kolm või viis.
Teleskoop tiirleb ümber Päikese, kuid teeb seda 1,5 miljonit kilomeetrit kaugemal kui Maa ning hoiab seejuures sammu Maa orbiidiga. Päike, Maa ja Kuu jäävad tema selja taha ega riku vaadet avakosmosele.
Aparaat on juba ette ristitud astronoomia ajaloo kõige tõhusamaks “avastustemasinaks”: sellelt oodatakse sadade tuhandete uute Galaktika-siseste taevakehade (kauged planeedid, kustunud tähed ehk pruunid ja valged kääbused) avastamist. Möödaminnes peaks see masin aga kaardile kandma ka kuni 10 miljonit kauget galaktikat, 500 000 kvasarit, 50 000 supernoovat teistes galaktikates, miljon asteroidi meie oma Päikesesüsteemis ning lõpetuseks koguni kontrollima Einsteini üldrelatiivsusteooriat, uurides tähtede valguse paindumist Päikese gravitatsioonis.
Juuksekarva täpsusega
Gaia eellane oli Hipparcose-nimeline teleskoop, mis mõõtis 100 000 tähte väga täpselt ning lisaks veel miljon tähte veidi väiksema täpsusega. See aparaat suutnuks Maal märgata ühe kilomeetri kauguselt inimese juuksekarva kasvamist ühe millimeetri võrra. Gaia suudaks juuksekarva kasvu jälgida 10 000 kilomeetri kauguselt.
Teleskoobi töö tulemusena moodustub kolmemõõtmeline kaart meie Galaktikast, mis võtab arvesse iga tähe täpset liikumissuunda. See on suurim kaart, mis iial koostatud.
“Seni on tähtede kaugusi teaduslikult rahuldava täpsusega määratud vaid kuni 600 valgusaasta kauguseni,” sõnab Kolka. “Gaia suudab sellise täpsusega kaugusi määrata mitmekümne tuhande valgusaastani, sisuliselt terves meie Galaktikas kuni kõige kaugemate äärealadeni välja.”
Galaktika praemunakujuline ketas on servast serva 100 000 valgusaastat lai. Meie Maa asub enam-vähem munavalge keskel, kust Galaktika tuumani jääb 25 000 ja Galaktika servani 20 000 valgusaastat. Kui tõstame pilvitul talveööl pilgu taevasse, näeme selle kosmilise munaroa ristlõiget – Linnuteed. Iga hetk peaks seal süttima uus supernoova.
Jaht erilistele tähtedele
Selline erakordne sündmus sobiks hästi Tõravere astronoomide tööplaanidesse, kelle leivaks on juba aastakümneid olnud haruldasemate täheliikide, teiste seas ka supernoovaeelsesse seisundisse jõudnud hiidtähtede uurimine. Osalt just niisugune uurimisvaldkond viiski neid kokku Gaia töörühmaga.
Haruldaste tähtede uurimine käib rohkem arvuti kui teleskoobiga. Kuid Gaia projektis uurivad eestlased kõrvuti teiste maade teadlastega, milline metoodika sobiks kõige paremini eriliste tähtede visuaalseks avastamiseks ja mõõtmiseks. Gaia võib mõnel seni tavaliseks peetud tähel leida tunnusjooni, mis annavad alust täiesti uueks klassifikatsiooniks.
“Kui seni teame, et on okaspuud ja lehtpuud, siis Gaia aitab eristada juba üksikuid liike ja alaliike. Ning ka kase ja kase vahel on vahe,” toob Kolka võrdluse. “Praegu tegeleme sellega, kuidas panna kavandatav mõõtmiste süsteem eristama ebatavalisi tähti tavalistest, mida on Galaktikas üle 90 protsendi ja millele on seetõttu orienteeritud ka mõõteriistad.”
Kolka möönab, et üks haruldane alaliik, gaaskettaga tähed, võibki jääda Gaia aparaatidele eristamatuks. Kuid häid tulemused peaksid olema tagatud näiteks Wolf-Rayet supernoovaeelsete tähtede ning noorte kuumade nn Herbigi tähtede puhul.
Teleskoop peaks tööd alustama 2010. või hiljemalt 2012. aastal ning täitma oma ülesande viie aasta vältel. Lennu ettevalmistamisel kaasa löönud teadusasutustel on õigus kohe esimeste andmete saabumisel osaleda ka tulemuste korrastamises ja analüüsimises. Teistele teadlastele avanevad Gaia andmed alles siis, kui projektile on joon alla tõmmatud – kõige varem aastal 2015.
See on teine, sedapuhku maapealne põhjus, miks Tõravere teadlased Gaias osalevad. “Liitusime selleks, et kümne aasta pärast, kui andmed laekuma hakkavad, oleks meie noortel teadlastel selle teleskoobiga otsesem ja tihedam side,” sõnab Kolka.
Ja supernoova? Kümne aasta pärast on võibolla süttinud ka see. Supernoovaeelses seisundis tähtede kohta ei oska teadlased seni veel öelda, kas plahvatus tuleb 10 000 aasta pärast või juba homme. Gaia võib selles osas anda mõne uue vihje. Miks ikkagi süttis viimane supernoova meie Galaktikas nelisada aastat tagasi, ehkki tegelikult peaks neid ette tulema iga saja või koguni viiekümne aasta tagant?
Läbi ajaloo tähtede poole
Eestimaistele kosmoseuuringutele pani 19. sajandi lõpus aluse hilisem kuulus optik Bernhard Schmidt, kes katsetas Naissaarel väikeste rakettidega, kirjutab Tõravere teadlane Uno Veismann ajakirja Akadeemia augustinumbris. 1920. aastatel uuris astronoom Ernst Öpik kosmoselendude teoreetilisi probleeme ning 1936. aastal kirjutas Gleb Bichele Tartus magistritöö, milles vaagis kõige soodsamaid orbiite mehitatud lennuks Kuule, Veenusele ja Marsile.
Eesti teadlaste kätetöö jõudis esimest korda orbiidile 1968. aasta 18. aprillil, mil startis tehiskaaslane Kosmos-215, pardal Tõraveres Valdur Tiidu juhitud aparaadiehituse sektoris loodud ultraviolettkiirguse tajurid. See oli maailma esimene spetsiaalselt astronoomilisteks vaatlusteks ehitatud satelliit (ameeriklased jõudsid järele alles paari aasta pärast).
1970. aastatel osales tõraverelane Arved Sapar ASA tähtede ultraviolettkiirguse mõõtmise eksperimendis.
Seejärel valmistati Tõraveres atmosfääri-teleradiomeetreid, millega sai kosmoselaevadelt mõõta kaugete objektide (atmosfäärikihtide, helkivate ööpilvede, maapinna ja Kuu) heledust eri lainepikkustel. Need aparaadid töötasid kõigil Nõukogude orbitaaljaamadel Saljutidest Mirini.
Tõraverelased viibisid ka Baikonuri kosmodroomi salajases linnas Leninskis orbitaaljaamade lõppkatsetustel ning jälgisid kosmoselaevade starte. Selle lõbu hind oli aga aastatepikkune välismaakomandeeringute moratoorium.
