Satojen tuhansien vuosien ajan ihmiskunta on kurkistanut yötaivaalle yksi kysymys päällimmäisenä mielessä: Mitä muuta tuolla ulkona on?
On tietenkin kuu (8) ja sitten aurinko. Ja kun näkemyksemme yötaivaasta on tarkentunut, olemme löytäneet muitakin kohteita, kuten seitsemän muuta Aurinkoa kiertävää planeettaa ja niiden monet kuut. Olemme havainneet komeettoja ja asteroideja, mustia aukkoja ja galakseja, jotka ovat täynnä miljoonia tähtiä. Erityisen pimeinä öinä voit jopa havaita oman Linnunratagalaksimme reunat.
Miten monta galaksia tuolla ulkona oikein on? Nykyisten arvioiden mukaan havaittavassa maailmankaikkeudessa voi olla jopa 2 biljoonaa – siis triljoonaa T:llä – galaksia.
Kullakin galaksilla on omat ainutlaatuiset piirteensä ja ominaisuutensa. Miljoonien vuosien aikana niistä muodostuu kaasuja, pölyä, tähtiä, planeettoja ja kuita. Useimpien galaksien keskellä on supermassiivinen musta aukko, joka vetää puoleensa läheisiä tähtiä.
Kuuluisa tähtitieteilijä Edwin Hubble laati ensimmäisenä galaktisen luokittelujärjestelmän taivaankappaleille vuonna 1926. Hänen (hyvin yksinkertaistetun) luokittelunsa mukaan galakseja on viittä päätyyppiä: spiraaligalaksit, palkitut spiraaligalaksit (Linnunrata on palkitut spiraaligalaksit), linssimäiset, elliptiset ja epäsäännölliset.
Intergalaktinen aritmetiikka
Vain viime vuosina olemme pystyneet arvioimaan ja ymmärtämään, kuinka paljon muuta maailmankaikkeudessa on. Tutkijat käyttävät teleskooppeja, kuten Maassa kiertävää Hubble-avaruusteleskooppia ja Chandra-röntgensäteilyobservatoriota sekä Euroopan eteläisen observatorion Maassa sijaitsevaa Very Large Telescope -teleskooppia, galaktisten tutkimusten tekemiseen ja sen selvittämiseen, kuinka monta galaksia on nuppineulanpään kokoisella taivaanpätkällä, jota pidetään käden etäisyydellä.
Galaksien laskeminen on eräänlaista kosmista Missä on Waldo -leikkiä. Tähtitieteilijöiden tehtävänä on laskea jokainen galaksi, jonka he löytävät tuosta pienestä avaruuden siivusta, ja sitten ekstrapoloida se koko taivaalle.
Murto-osan veistäminen taivaasta ja kaikkien siinä olevien galaksien tunnistaminen laajalla aallonpituusspektrillä ei ole helppo tehtävä. On taisteltava pölyn ja muun aineen läpi, joka saattaa vaimentaa galaksin valoa. Lisäksi Hubblen ja muiden teleskooppien kuvien ottaminen ja niiden yhdistäminen kestää kauan.
On epäilemättä galakseja, joita emme edes näe. Koska maailmankaikkeutemme laajenee, jotkut äärimmäisen kaukaiset ja vanhat galaksit, jotka muodostuivat pian alkuräjähdyksen jälkeen, etääntyvät meistä valonnopeutta nopeammin. Niitä on lähes mahdotonta havaita nykyisellä tekniikalla.
Hubble Goes Deep
Me saamme suurelta osin kiittää Hubble-avaruusteleskooppia siitä, että se on valottanut paikkaamme universumissa. Kun se ei jahtaa komeettoja tai laske planeettojen renkaita, Hubble ottaa säännöllisesti yksityiskohtaisia kuvia pienistä palasista taivasta. Hubble julkaisi ensimmäisen Deep Field -tutkimuksen vuonna 1995.
”Yritimme löytää tavallaan summittaisen alueen taivaalta, josta ei ollut aiemmin tehty havaintoja”, Space Telescope Science Instituten entinen johtaja Robert Williams kertoi Voxille vuonna 2016. Kuva mullisti tähtitieteen. Tähtitieteilijät havaitsivat kimaltelevasta kuvasta noin 1 500 kimaltelevaa galaksia. Myöhemmät kuvat paljastivat vielä enemmän.
Vuonna 2012 julkaistiin Hubblen eXtreme Deep Field -kuva. Kymmenen vuoden aikana teleskooppi oli napsinut kuvia pienestä taivaanlaatikosta yhteensä 50 päivän ajan. Se paljasti siivun taivasta – tarkalleen ottaen noin kolmekymmentäkaksi miljoonasosaa taivaasta – joka oli täynnä kaikenkokoisia ja -muotoisia tuikkivia galakseja. Tämän uuden kuvan perusteella tähtitieteilijät arvioivat, että havaittavassa maailmankaikkeudessa voi olla 100-200 miljardia galaksia.
Mutta vain neljä vuotta myöhemmin Nottinghamin yliopiston tutkijaryhmä analysoi Hubblen kuvat uudelleen ja arvioi muista observatorioista saatuja tietoja, ja se veti koko maailmankaikkeuden laajuisen galaksien lukumäärän kymmenkertaiseksi, jopa kahdeksi biljoonaksi. Tähtitieteilijät julkaisivat uudet lukunsa Astrophysical Journal -lehdessä.
”On ällistyttävää, että yli 90 prosenttia maailmankaikkeuden galakseista on vielä tutkimatta”, brittiläisen Nottinghamin yliopiston astrofyysikko Christopher Conselice kertoi tuolloin Atlantic-lehdelle. Pyrimme kiireesti kehittämään riittävän tehokkaita instrumentteja, jotta saisimme näkyviin galakseja, jotka syöksyvät meistä pois hurjaa vauhtia. Tulevan James Webb -avaruusteleskoopin on määrä ottaa Hubble-avaruusteleskooppi Hubblen ohjakset merkittävimpänä galaksien havaitsemiseen käytettävänä avaruusteleskooppina.
Infrapunaobservatorio on 100 kertaa Hubblea tehokkaampi, ja sillä on kyky tutkia kosmosta yksityiskohtaisemmin kuin koskaan ennen, ja se havaitsee kaukaisia galakseja, jotka ovat liian hämäriä kaikkien aiempien sukupolvien teleskooppien nähtäväksi. Tähtitieteilijät toivovat voivansa tarkastella galakseja, jotka muodostuivat heti alkuräjähdyksen jälkeen, noin 13,5 miljardia vuotta sitten. Näin pääsemme lähimmäksi kaiken alkua.