Eeta Carinae

Eeta Carinae (η Car tai η Carinae) on hyvin kirkas tähtijärjestelmä Kölin tähdistössä. Eeta Carinaen tähtijärjestelmän arvioidaan koostuvan kahdesta tähdestä; siihen kuuluu suuri hyperjättiläinen, muuttuva tähti Eeta Carinae A ja kuumempi sekä kirkkaampi ylijättiläinen, Eeta Carinae B. Eeta Carinaen etäisyys Maasta on noin 7 500 valovuotta, ja sen näennäinen kirkkaus on noin 5,5 magnitudia. Tähtijärjestelmää ympäröi Homunculus-sumuksi nimetty emissiosumu.

Eeta Carinae on epävakaa ja menettää massaansa nopeasti aurinkotuulen muodossa (massakato vastaa noin 500 Maan massaa vuodessa). Sen arvellaan räjähtävän supernovana tai hypernovana noin 10 000−20 000 vuoden kuluttua.

Tutkimuksen historia 

Ei ole varmaa, tunnettiinko Eeta Carinaeta muinaisten kulttuurien tähtitieteessä. On olemassa sumerilainen myytti muuttuvan ”Ea-tähden” noususta noin 3000-luvulla eaa. Kyseessä olisi voinut olla esimerkiksi tähden kirkastuminen tai purkaus. Tiedetään, että Eeta Carinae oli nähtävissä Persianlahden alueella, myös Sumerissa, näihin aikoihin. Siitä, oliko Eeta Carinae ”Ea-tähti”, ei ole varmuutta.

Ensimmäistä kertaa Eeta Carinaen tiettävästi havaitsi Edmond Halley vuonna 1677. Tällöin sen kirkkaus oli neljättä magnitudia. Tähden kirkkauden havaittiin vaihtelevan huomattavasti, ja 1730-luvulla se oli kirkastunut toiseen magnitudiin, mitä seurasi jälleen uusi himmeneminen. 1800-luvun ensimmäisinä vuosikymmeninä tähden kirkkaus nousi jälleen, ja se saavutti vuonna 1827 ensimmäisen magnitudin, joka oli sen suurin koskaan mitattu kirkkaus.

Vuonna 1843 Eeta Carinaessa tapahtuneen valtavan purkauksen valo saavutti Maan. Tällöin Eeta Carinaen magnitudi oli -0,8, korkein sen koskaan mitatuista magnitudeista. Siitä tuli hetkellisesti Kölin tähdistön kirkkain ja koko tähtitaivaan toiseksi kirkkain tähti Siriuksen jälkeen. Purkauksessa vapautui energiaa enemmän kuin useimmissa supernovissa, jopa 12 Auringon massan verran. Tähti ei kuitenkaan tuhoutunut, ja oli tapahtunut niin sanottu ”valesupernova”. Tässä purkauksessa syntyi Eeta Carinaeta ympäröivä punertava Homunculus-sumu.

Toisen, uudemman teorian mukaan Eeta Carinaessa tapahtui 1843 kahden tähden törmäys. Törmäyksen seurauksena kaksi tähteä olisivat sulautuneet yhteen ja jäljellä on nykyisin havaittava kaksoistähti.

Suuren purkauksen jälkeen Eeta Carinae pysyi ensimmäisessä magnitudissa noin 20 vuotta, minkä jälkeen se himmeni jälleen, ja sen kirkkaus vaihteli kuudennen ja kahdeksannen magnitudin välillä. Tähti ei enää näkynyt paljain silmin, ja se pysyi himmeänä pitkään lukuun ottamatta 1890-luvulla tapahtunutta pienempää purkausta. Purkaus vapautti energiaa noin puolet vuoden 1843 purkauksen vapauttamasta määrästä ja himmeni jo muutamassa vuodessa. Tätä seurasi jälleen uusi kirkastuminen, ja 1990-luvulla tähti oli jälleen nähtävissä paljain silmin. Vuosina 1998−1999 tapahtui pieni purkaus, joka kirkasti tähden magnitudia kahdella. Vuonna 2005 Eeta Carinaen magnitudi oli 5,5.

Eeta Carinaen himmentymisten ja kirkastumisten vuorottelu muuttui hiljalleen säännöllisemmäksi, ja vähäisiä himmentymisiä tapahtui noin 5,5 vuoden jaksoissa. Vuonna 2008 säännönmukaisuus kuitenkin vaikutti rikkoutuvan, kun tähti himmeni yllättäen kuukausia odotettua aikaisemmin. Syyksi ehdotettiin vuonna 2005 havaittua Eeta Carinaeta kiertävää pienempää tähteä, joka häiritsisi sen säännönmukaisuutta aina tullessaan lähelle sitä. Tähden suunnalta havaittiin myös kuumentuneesta heliumista peräisin olevaa sinistä valoa, jonka arveltiin syntyneen kahden tähden aurinkotuulten kohtaamisesta. Toisaalta tähtien arvioitiin kiertävän niin kaukana toisistaan, etteivät aurinkotuulet voisi vaikuttaa toisiinsa merkittävästi. Tapahtumien syy on edelleen kiistanalainen.

Järjestelmän ominaisuudet

Eeta Carinae A ja B 
Eeta Carinae on yksi Linnunradan kirkkaimmista ja suurimmista kohteista. Erityisen merkittävän siitä tekee sen kirkkauden suuri vaihtelu viimeisten vuosikymmenien ja vuosisatojen aikana. Eeta Carinae A on hyperjättiläistähti, joka on jopa 5 miljoonaa kertaa Aurinkoa kirkkaampi (vastaa noin Pistoolitähden kirkkautta). Sen massa vastaa noin 100−150 Auringon massaa, vaikkakin se lienee menettänyt massaansa aurinkotuulen muodossa jo 40 Auringon massan verran. Yksin vuoden 1843 purkauksen aiheuttama massakato lienee vastannut 2−3 Auringon massaa. Eeta Carinaen arvioidaan olevan 1−3 miljoonan vuoden ikäinen, ja se kuuluu melko harvinaiseen kirkkaitten sinisten muuttujien (LBV) ryhmään.

Eeta Carinae A:ta uskotaan kiertävän sitä pienempi, kuumempi ja kirkkaampi ylijättiläinen Eeta Carinae B. Se havaittiin suoraan ensimmäistä kertaa vuonna 2005, mutta sen olemassaoloa oltiin arveltu jo aiemmin. Teoriaa tukee erityisesti noin 5,5 vuoden sykleissä tapahtuvat himmenemiset näkyvän valon, infrapunasäteilyn ja röntgensäteilyn aallonpituuksilla. Vaihtelu on ollut melko säännöllistä lukuun ottamatta vuonna 2008 tapahtunutta äkillistä himmenemistä, jonka syy on edelleen kiistanalainen.

Homunculus-sumu 
Homunculus-sumu, Eeta Carinaen tuntomerkki, on varsinaisia tähtiä ympäröivä laajeneva, kahta rinnakkaista sienipilveä muistuttava punertava emissiosumu, joka syntyi vuoden 1843 purkauksessa. Kumpikin pilvistä on kooltaan satoja kertoja aurinkokuntaamme suurempi. Kokonaisuudessaan sumun läpimitta on noin 30 valovuotta.

Homunculus-sumu koostuu pölystä ja kaasusta, joka absorboi itse tähdestä tulevaa näkyvää valoa. Absorboitu valo lämmittää pölyä ja saa sen emittoimaan infrapunavaloa. Tämän takia tähti vaikuttaa lähettävän suurimman osan säteilystään infrapunavalona, ja 10−20 mikrometrin aallonpituuksilla se onkin taivaan kirkkain tähti.

Homunculus-sumu on osa huomattavasti suurempaa Kölin sumua. Kölin sumu on pääasiassa ionisoidusta vedystä (H-II) koostuvaa uusien tähtien muodostumisen aluetta, jossa myös Eeta Carinae on muodostunut noin miljoona vuotta sitten. Kölin sumua kutsutaan joskus nimellä ”Eeta Carinae -sumu” tunnetun tähden mukaan, mutta sitä ei tule sekoittaa Homunculus-sumuun.

Tulevaisuus 

Eeta Carinae on äärimmäisen epävakaa tähti. Vuonna 1843 tapahtuneen suuren räjähdyksen lisäksi pienempiä purkauksia on havaittu vuosina 1890 ja 1998−1999. Ei ole varmaa, onko vastaavia räjähdyksiä tapahtumassa myös lähitulevaisuudessa, mutta varmaa on, että tähden tila ei ole vakautumassa. Vuonna 2003 arvioitiin, että Eeta Carinae voisi räjähtää supernovana tai vielä voimakkaampana hypernovana noin 10 000−20 000 vuoden kuluttua sen ytimen luhistuessa mustaksi aukoksi. Toisissa arvioissa esitetään, että räjähdyksen ajankohtaa ei voida ennustaa, vaan se voisi sattua milloin vain (eli myös olla jo tapahtunut).

Tähtitieteilijä Dave Pooleyn mukaan Eeta Carinaen räjähdys näkyisi Maassa niin kirkkaana, että se olisi nähtävissä päivätaivaalla ja että sen valossa voisi jopa lukea kirjaa yöllä.

Vaikutukset Maahan 
Eeta Carinaen tuhoutuminen aiheuttaisi tyypillisen supernovan tai hypernovan tapaan voimakkaita gammapurkauksia, jotka voivat kestää muutamasta millisekunnista tuhanteen sekuntiin. Mikäli tällainen gammapurkaus kohdistuisi Maahan Eeta Carinaen etäisyydeltä, ilmakehään osuva energia vastaisi yhtä kilotonnia TNT:tä neliökilometrille. Tästä seuraisi todennäköisesti otsonikerroksen täydellinen tuhoutuminen, suuret ilmakehässä liikkuvat paineaallot, tulipalot ja maailmanlaajuiset myrskyt.

Arvioiden mukaan Eeta Carinaen räjähdys ei kuitenkaan ole uhka maanpäälliselle elämälle, sillä Eeta Carinaen akselin kaltevuus estänee vaarallisimman gammasäteilyannoksen pääsyn Maahan. Säteily saattaisi kuitenkin riittää esimerkiksi viestintäsatelliittien häiritsemiseen. Mahdollisesti elämää ylläpitävillä planeetoilla gammapurkausten reitillä voisi tapahtua joukkosukupuuttoja riippuen niiden etäisyydestä Eeta Carinaeen.

Katso myös 
Luettelo muuttuvista tähdistä
Luettelo näennäisesti kirkkaimmista tähdistä
Pistoolitähti

Lähteet

Aiheesta muualla 

 Eta Carinae: Hubble Space Telescope Treasury Project
 X-ray Monitoring of Eta Carinae
 The 2003 Observing Campaign

52 Tähtitiede
Hyperjättiläistähdet
Kirkkaat siniset muuttujat
Kölin–Jousimiehen haara
Seulonnan keskeiset artikkelit