Kotkasumu: Hubblen kuuluisiksi tekemät pilarit löydettiin jo 1920

Kuva, joka teki Kotkasumusta tunnetun kaikkialla – kolme tummaa kaasutornia, jotka kohoavat hehkuvasta pilvestä – ei ollut alkuperäinen Hubble-kuva. Nämä "norsunkärsät" oli jo havaittu vuonna 1920, kun tähtitieteilijä John Charles Duncan kuvasi ne Mount Wilsonin observatorion 60 tuuman teleskoopilla valotetulle valokuvalevylle. Niitä kutsutaan Luomisen pilareiksi, koska kaasu ja pöly, joista ne koostuvat, synnyttävät parhaillaan uusia tähtiä, samalla kun lähellä olevien, hiljattain syntyneiden tähtien valo kuluttaa niitä.

Sumulla itsellään on kolme luettelonumeroa samanaikaisesti. Tähtiharrastajille se on Messier 16 (M16), NGC 6611 viittaa sen sydämessä olevaan nuoreen tähtijoukkoon, ja IC 4703 kyseistä joukkoa ympäröivään hehkuvaan vetykaasuun – tunnetaan myös nimellä Tähtikuningattaren sumu. Se sijaitsee noin 5700 valovuoden päässä Maasta, Käärme-tähdistössä, ja se muodostaa yhä aktiivisesti uusia tähtiä.

Tämä opas keskittyy siihen, mikä tekee Kotkasumusta itsestään omaleimaisen: sen laajuuteen, sen sisällä piileskelevään tähtijoukkoon, pilarien pitkään havaintohistoriaan vuoden 1920 lasilevystä James Webbin avaruusteleskooppiin, sekä käynnissä olevaan prosessiin, joka hiljalleen kuluttaa noita kuuluisia torneja.

Kotkasumun hehkuva kaasu ja sen sisällä oleva tähtijoukko ovat teknisesti kaksi eri luettelokohdetta. Kaasupilvi on hajanainen emissiosumu, eli H II -alue, joka on luetteloitu erikseen nimellä IC 4703, kun taas sen sisällä syntyneet noin 8100 tähteä muodostavat avoimen tähtijoukon NGC 6611. Suurin osa näistä tähdistä on keskittynyt molekyylipilven aukkoon pilarien luoteispuolella – eli tähtijoukko ja pilarit sijaitsevat saman lastenkamarin eri kolkissa sen sijaan, että ne olisivat päällekkäin.

Tämän joukon kirkkain jäsen, tähti nimeltä HD 168076, loistaa näennäisellä magnitudilla +8,24. Se on liian himmeä paljaalle silmälle, mutta helposti nähtävissä hyvillä kiikareilla – yksi lähestyttävimmistä syvän taivaan kohteista harrastajille, jotka suuntaavat optiikkansa Käärmeen suuntaan.

Kotkasumu sijaitsee Käärme-tähdistössä, joka on yksi tähtikartan omituisimmista kohteista: se on ainoa 88 nykyaikaisesta tähdistöstä, joka on jaettu kahteen erilliseen osaan, Serpens Caputiin (pää) lännessä ja Serpens Caudaan (häntä) idässä. Sumu kuuluu häntäpuoliskoon, ja se sijaitsee Linnunradan keskustan suuntaan, noin 5700 valovuoden päässä.

Tuolla etäisyydellä sumun todellinen koko käy selväksi – se mittaa 70 kertaa 50 valovuotta, mikä riittää sisältämään paitsi tähtijoukon myös kolme erillistä pölypilveä, jotka muodostavat Luomisen pilarit. Näin suuri sumu saa pilarit itsensä näyttämään pieniltä – ne ovat vain yksi dramaattinen piirre, joka on veistetty paljon suurempaan pilveen.

Sumun mittasuhteet näkyvät jälleen sen vähemmän tunnetussa piirteessä: näkyvässä kaasupiikissä, joka työntyy sen koillispuolelta ja ulottuu noin 9,5 valovuoden – noin 90 biljoonan kilometrin – matkan tyvestä kärkeen. Se muistuttaa siitä, että Luomisen pilarit, niin ikoniset kuin ovatkin, eivät ole ainoa laatuaan oleva rakenne Kotkasumun sisällä; samat voimat, jotka muovaavat pilareita, muokkaavat kaasua koko alueella.

Kauan ennen Hubblen olemassaoloa pilarimaiset, kaasusta ja pölystä koostuvat "norsunkärsät" oli jo dokumentoitu. John Charles Duncan tunnisti ne vuonna 1920 Mount Wilsonin observatorion 60 tuuman teleskoopilla otetulta levyltä, kauan ennen kuvaa, jonka useimmat ihmiset yhdistävät niihin nykyään.

Tuo kuva syntyi vuonna 1995, kun tähtitieteilijät Jeff Hester ja Paul Scowen käyttivät Hubble-avaruusteleskooppia alueen kuvaamiseen – havainto, joka paransi merkittävästi tieteellistä ymmärrystä sumun sisällä käynnissä olevista prosesseista. Huhtikuun 1. päivänä 1995 otettu valokuva nimettiin myöhemmin Space.comin toimesta yhdeksi Hubblen kymmenestä parhaasta valokuvasta, mikä vahvisti kuvan muodostelmista, joita maasta katsovat tähtiharrastajat olivat jo nähneet sukupolvia aiemmin.

Vuoden 1995 Luomisen pilarit -valokuva ei ollut yksittäinen valotus. Se on koostettu 32 eri kuvasta, jotka neljä erillistä CCD-anturia Hubblen Wide Field and Planetary Camera 2 -kamerassa tallensivat. Kymmenien kuvien yhdistäminen neljästä anturista on osasyy siihen, miksi kuva näyttää niin saumattomalta ja yksityiskohtaiselta muotokuvalta pilareista – se, mikä näyttää yhdeltä valokuvalta, koottiin todellisuudessa monista.

Hubble ei jäänyt vain yhteen katsaukseen. Teleskoopin laukaisun 25-vuotispäivän kunniaksi tähtitieteilijät kokosivat suuremman ja tarkemman kuvan Luomisen pilareista, joka esiteltiin tammikuussa 2015 American Astronomical Societyn kokouksessa Seattlessa. Tuo kuva otettiin Hubblen Wide Field Camera 3:lla, joka asennettiin vuonna 2009 – uudemmalla laitteella kuin vuonna 1995 käytetty – näkyvällä valolla.

Pilarit saivat uuden lähikuvan lokakuussa 2022, kun paljastui, että James Webbin avaruusteleskooppi oli kuvannut rakenteen omalla NIRCam-instrumentillaan aluksen kyydistä. Vuoden 1920 valokuvalevyn, Hubblen vuosien 1995 ja 2015 kuvien sekä Webbin vuoden 2022 näkymän välillä Luomisen pilarit on nyt dokumentoitu yli vuosisadan ajalta tähtitieteellistä teknologiaa.

Pilarit eivät ole paikallaan pysyviä muistomerkkejä – niitä muokataan jatkuvasti. Kotkasumussa syntyvät tähdet, yhdessä noin 5 miljoonan vuoden ikäisten muiden tähtien kanssa, ovat lämpötilaltaan keskimäärin noin 45 000 kelviniä ja tuottavat valtavia määriä säteilyä, joka lopulta tuhoaa itse pölypilarit. Juuri ne rakenteet, jotka tekivät sumusta kuuluisan, ovat hitaasti purkautumassa niiden ympärillä ja sisällä syntyvien tähtien vaikutuksesta.

Osalla tästä kulumisprosessista on nimi: fotohaihtuminen, jossa energinen säteily ionisoi kaasua ja saa sen leviämään pois säteilylähteestä – tyypillisesti kuumista, nuorista tähdistä virtaava ultraviolettivalo, joka osuu ympäröiviin kaasu- ja pölypilviin. Kotkasumulla on tässä tarinassa oma erityinen merkityksensä: täältä löydettiin ensimmäisenä haihtuvat kaasupallerot, eli EGG:t – tiiviit kaasukertymät, joita säteily muovaa ja hajottaa. Toisin sanoen pilarit eivät niinkään ole pysyvä muistomerkki, vaan näkyvä hetkellinen kuva lastenkamarista, joka kuluttaa omia seiniään.

• Wikipedia: Kotkasumu
• Wikipedia: Luomisen pilarit
• Wikipedia: Fotohaihtuminen
• Wikipedia: Käärme (tähdistö)