Linnunrata

Linnunrata on sauvaspiraaligalaksi, jossa oma aurinkokuntamme sijaitsee. Se on kiekon muotoinen tähtirykelmä, jossa on satoja miljardeja tähtiä. Linnunrata kuuluu Paikalliseen ryhmään, jossa on kolme suurta ja yli 30 pientä kääpiögalaksia. Näistä 2,5 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitseva Andromedan galaksi on läpimitaltaan suurin ja Linnunrata lähes yhtä suuri. Linnunradalla on seuralaisenaan useita kääpiögalakseja, joista tunnetuimmat, Suuri Magellanin pilvi ja Pieni Magellanin pilvi, näkyvät eteläisen pallonpuoliskon yötaivaalla paljain silmin.

Aurinkokuntamme sijaitsee 35 000–26 000 valovuoden päässä galaksin keskustasta Orionin haaraksi kutsutussa kierteishaarassa. Johtuen sijainnistamme vain 20 valovuotta galaksin keskitason yläpuolella näemme yötaivaalla koko taivaankannen halki kulkevan himmeän juovan, linnunradan, jonka mukaan galaksikin on nimetty. Pimentävien pölypilvien takia näemme vain osan galaksistamme, mutta muilla aallonpituuksilla kuin näkyvällä valolla on mahdollista havaita pölypilvien takaa tulevaa säteilyä. Esimerkiksi tähtienvälisen kaasun radiosäteilyn avulla on saatu selville Linnunradan kierteisrakenne.

Andromedan galaksi ja Linnunrata lähestyvät toisiaan 140 kilometriä sekunnissa ja ne saattavat kohdata noin kolmen miljardin vuoden kuluttua muodostaen mahdollisesti suuren elliptisen galaksin. Galaksit eivät varsinaisesti törmää keskenään, sillä niiden tähtien väliset suhteelliset etäisyydet ovat hyvin suuria.

Rakenne

Linnunrata koostuu noin 500 miljardista tähdestä. Sen massa on 750–1 000 miljardia Auringon massaa. Galaksin läpimitta on 80 000–100 000 valovuotta ja sen paksuus aurinkokunnan kohdalla on 3 000–10 000 valovuotta. Se kiertää keskustansa ympäri Auringon kohdalla noin 226 miljoonassa vuodessa (niin sanottu galaktinen vuosi).

Rakenteeltaan Linnunrata koostuu kierteishaarat eli kierteishaarat sisältävästä kiekosta, jossa on runsaasti nuoria tähtiä, tähtienvälistä ainetta ja kaasusumuja. Kiekko on melko ohut, tiivis ja pyörivä. Siinä syntyvät tiheysaallot muodostavat kierteishaarat. Kiekon tähdet ovat enimmäkseen suhteellisen nuoria populaatio I:n tähtiä, joissa on korkea metallipitoisuus. Jotkut tähtitieteilijät uskovat Linnunradassa olevan 'paksun kiekon', jossa on Aurinkoa hieman vanhempia ja vähämetallisempia tähtiä.

Keskuspullistumassa on vanhempia, noin 10 miljardin vuoden ikäisiä tähtiä. Aivan galaksin keskustassa on massiivinen musta aukko. Halo ympäröi kiekkoa ja se sisältää vanhoista tähdistä koostuvia pallomaisia tähtijoukkoja. Halo ei pyöri lainkaan tai mahdollisesti se pyörii kiekkoon nähden vastakkaiseen suuntaan. Halon tähdet ovat vähämetallisia populaatio II:n tähtiä. Kauempana Linnunradan keskustasta olevat pallomaiset tähtijoukot kiertävät Linnunrataa kaltevammilla ja soikeammilla radoilla kuin lähempänä olevat. Linnunradan kiekkoon 'sataa' halon alueelta suurinopeuksisia neutraalin vedyn pilviä.

Linnunrataa ympäröi myös halon alueelle ulottuva kuuma korona, joka ulottuu 100 000–300 000 valovuoden päähän galaksin keskustasta. Se on syntynyt supernovaräjähdyksissä sinkoutuneesta kuumasta, hyvin harvasta kaasusta. Koronan hiukkastiheys on niin pieni, ettei se ole paljon ympäristöään lämpimämpi. Valtaosa halon massasta saattaa kuitenkin koostua pimeästä aineesta, joka voi ulottua kauas kiekon reunan ulkopuolelle. Pimeää ainetta voi olla Linnunradassa yli tuhat miljardia Auringon massaa, eli se nostaisi galaksin kokonaismassan 2000 miljardiin Auringon massaan.

Linnunradan absoluuttinen kirkkaus on −20,5.

Linnunradan havaitseminen

Linnunrata on havaittavissa parhaiten pimeänä yönä kaukana valosaasteesta. Silloin on paljain silmin nähtävissä vaalean utumainen nauha, joka kulkee koko taivaan halki. Linnunrata kulkee pohjoisella taivaalla Kotkan, Joutsenen, Kassiopeian, Ajomiehen ja Yksisarvisen tähdistöjen kautta. Joutsenen tähdistön alueella on havaittavissa Linnunradan nauhan kahtia jakava tummempi alue, jota sanotaan Suureksi repeämäksi. Se on valtava tähtienvälinen pölypilvi, joka estää sen takaisten tähtien valon meille saapumisen. Tiheimmillään Linnunradan tähtipilvet ovat Jousimiehen tähdistön kohdalla, missä sijaitsee galaksin keskus. Pienilläkin kiikareilla näkymä Linnunradasta muuttuu radikaalisti, kun valtava määrä himmeämpiä tähtiä paljastuu.

Parhaiten Linnunradan rakenne paljastuu, kun sitä havaitaan infrapuna-aallonpituuksilla. Useimmat tähtienväliset pölypilvet läpäisevät tähtien lähettämän infrapunasäteilyn, joten infrapunateleskoopeilla ne voidaan havaita. Koska sijaitsemme suunnilleen Linnunradan tasossa, emme voi kuitenkaan nähdä suoraan galaksin spiraalirakennetta.

Linnunradan rakenteesta

Aurinko sijaitsee keskustaan päin olevan Sagittariuksen ja ulompana olevan Perseuksen kierteishaaran välissä. Perseuksen haaran etäisyys on noin 6500 valovuotta.

Sisempänä oleva Norman haara saattaa olla Perseuksen haaran jatkoa. Sagittariuksen haaraa sisempänä on Scutum-Cruxin haara. Aurinko on 27700 valovuoden (8,5±0,5 kiloparsekin) päässä galaksin keskustasta. Lähimmillään Aurinko on kierroksensa aikana ~8,3 kiloparsekin päässä keskustasta. Aurinko kiertää Linnunradan keskustaa vauhdilla 217 km/s ja on kiertänyt 20-25 kierrosta elinikänsä aikana. Auringon kiertovauhti on 1 valovuosi 1400 vuodessa. Aurinko on ns. paikallisessa kuplassa Orionin haarassa. Linnunradan keskustan sauvan pituus on noin 27000 valovuotta ja se on 34-54 valovuoden päässä meistä.

Kierteishaarat lueteltuna

• 3 kiloparsekin ja Perseuksen haara
• Norman ja Cygnuksen haarat
• Cruxin ja Scutumin haarat
• Carinan ja Sagittariuksen haarat
• Orionin haara (paikallinen kierteishaara) (pieni kierteishaaran osa, jossa Aurinko on)

Linnunradan keskus

Linnunradan keskusta sijaitsee Jousimiehen eli Sagittariuksen tähtikuviossa. Siellä tähdet ovat hyvin tiheässä. Linnunradan keskustassa sijaitsee suuri musta aukko. Keskustassa sijaitsee voimakas radiolähde Sagittarius A. Koska Linnunradan keskuksen suunnassa on runsaasti tähtienvälisiä kaasu- ja pölypilviä, keskus ei näy näkyvässä valossa, ultravioletissa ja pehmeissä röntgensäteissä. Linnunradan keskustaa voi havaita pölyä läpäisevillä gammasäteilyn, kovan röntgensäteilyn, infrapunan, submillimetrialueen ja radioalueen aallonpituuksilla. Sagittarius A on monimutkainen radiolähde, jonka keskustassa on tiiviimpi radiolähde Jagittarius A*, joka on miltei Linnunradan keskustassa. Siellä oletetaan olevan musta aukko, jota ympäröi kaasumainen kertymäkiekko, johon on saapunut kaasua muualta. Kuuma kaasu kiertää lähes ympyrämäistä spiraalia mustan aukon ympärillä ja säteilee eri aallonpituuksilla. Oletetaan suurten kaasumäärien aiheuttaneen menneisyydessä kertymäkeikossa purkauksia, joissa on lähtenyt Linnunradan keskustasta kahteen suuntiin valtavan nopeita jättiläismäisiä suihkuja. Oletetaan Linnunradassa tapahtuneen voimakasta tähtien muodostumista 200 miljoonaa vuotta sitten, samaan aikaan tähtienvälistä ainetta syöksyi keskustan mustaan aukkoon. Näitä 'tähtiryöppyjä' tapahtunee Linnunradassa noin 500 miljoonan vuoden välein. Nuoruudessaan Linnunrata lienee ollut aktiivisempi suihkuttaja ja silloin sen on täytynyt olla kvasaari tai Seyfertin galaksi.

Linnunradan galaksinaapurit

Linnunrata liikkuu avaruuden halki nopeudella 130–1000 km/s, nopeutta ei osata tarkkaan sanoa, koska ei ole mitään mihin sitä suhteuttaisi. Andromedan galaksi ja Kolmion galaksi muodostavat 35 kääpiögalaksin kanssa paikallisen galaksiryhmänn (ks. galaksijoukko), joka kuuluu Neitsyen superjoukkoon. Linnunrataa kiertää Suuri Magellanin pilvi, jotka ovat noin 20 000 valovuoden läpimittaisia. Linnunrataa kiertävät myös Pieni Magellanin pilvi ja Canis Majorin kääpiögalaksi. Pienimmät Linnunradan satelliittigalaksit Carina, Draco, ja Leo II ovat kääpiögalakseja joiden läpimitta on vain noin 500 valovuotta. Lähin meitä oleva kääpiösatelliittigalaksi lienee Sagittariuksen kääpiöellipsi. Aikaisemmin luultu lähimmäksi mm: Ursa Minor, Sculptor, Sextans, Fornax ja Leo I.

Kirjallisuutta