SkyFlux
Spiraaligalaksi M83 ALMAn kuvassa: kylmää kaasua muovaavat sauva ja haarat
Julkaistu · Päivitetty
Chilessä toimivan ALMA-observatorion uusi kuva näyttää spiraaligalaksin M83 tähtien valon sijaan kylmän kaasun heikossa radiohehkussa. Tästä kaasusta syntyy uusia tähtiä. Mittaukset osoittavat, että kaasun tiheyttä ja lämpötilaa säätelevät galaksin pyöriminen, sauva ja spiraalihaarat enemmän kuin sen nuoret tähdet.
Kuva tähtien raaka-aineesta
M83, jota kutsutaan englanniksi myös nimellä Southern Pinwheel, on noin 15 miljoonan valovuoden päässä Vesikäärmeen tähdistössä. Tavallisissa valokuvissa se näkyy tähtien ja pölyn muodostamana kirkkaana spiraalina. ALMA on radioantenneista koostuva teleskooppiverkko Chilen Andeilla Chajnantorin ylätasangolla, ja se näkee jotain aivan muuta: millimetrialueen säteilyä, jota kylmien kaasupilvien molekyylit lähettävät.
Nämä pilvet ovat tärkeitä, koska lähes jokainen tähti syntyy tällaisen pilven luhistuessa. Kun tähdet syttyvät, ne lämmittävät ympäröivää kaasua ja vaikeuttavat näin uutta luhistumista. Samaan aikaan galaksin pyöriminen sekoittaa kaasua jatkuvasti. Yhdessä nämä tekijät säätelevät, kuinka nopeasti galaksiin syntyy uusia tähtiä.
M83 sopii tällaiseen tutkimukseen hyvin kahdesta syystä. Se muistuttaa läheisesti omaa Linnunrataamme, joka sekin on sauvaspiraali eli spiraaligalaksi, jonka keskellä on sauva. Lisäksi näemme sen lähes suoraan päältäpäin, joten sen haarat, sauva ja haarojen väliset alueet näkyvät kaikki erillään, toisiaan peittämättä.
Kaasua muovaa galaksin rakenne, eivät tähdet
Kuva on peräisin Jin Kodan johtamasta tutkimuksesta, joka julkaistiin The Astrophysical Journal -lehdessä vuonna 2025. Tutkijat seurasivat kylmää kaasua hiilimonoksidin (CO) avulla ja kartoittivat tätä molekyyliä kahdella sille ominaisella aallonpituudella eli kahdessa spektriviivassa. Kartasta erottuvat noin 150 valovuoden kokoiset yksityiskohdat. Lyhyemmän aallonpituuden viiva syntyy molekyylin korkeammalta energiatasolta, joten se näkyy kirkkaana vasta, kun kaasu on tiheämpää tai lämpimämpää. Siksi kahden viivan suhde toimii sekä lämpömittarina että tiheysmittarina.
Suhde seuraa galaksin rakennetta. Haarojen välissä se on pieni, haaroissa ja sauvassa suurempi ja kaikkein suurin aivan galaksin keskustassa. Haaroissa ja sauvassa suhteen kasvu tarkoittaa, että kaasu on noin kahdesta kolmeen kertaa tiheämpää, lämpimämpää tai molempia. Suhde nousee myös niissä haarojen osissa, joissa tähtiä ei synny, joten kaasun tilaa muovaavat siellä haarat itse eivätkä tähdet. Nuorten tähtijoukkojen lähellä suhde kasvaa vielä tästäkin, mutta vain paikallisesti.
Tutkijat päättelevät, että galaksin pyöriminen, sauva ja haarat määräävät kaasun tilan suurimmassa osassa M83:n kiekkoa ja että uusien tähtien lämmittävä vaikutus rajoittuu niiden välittömään ympäristöön. Koska aiemmat Linnunradan ja muiden sauvaspiraalien tutkimukset ovat päätyneet samankaltaisiin tuloksiin, tutkijat olettavat saman ilmiön olevan yleinen tällaisissa galakseissa.
Missä ja milloin M83 näkyy
M83:n rektaskensio on 13 h 37 min ja deklinaatio −29° 52′. Näin eteläisellä deklinaatiolla se ei nouse lainkaan horisontin yläpuolelle, jos havaitsija on pohjoisempana kuin noin 60° pohjoista leveyttä. Helsinki on aivan tämän rajan tuntumassa, joten siellä M83 käy korkeimmillaankin vain etelähorisontin rajalla eikä sitä käytännössä voi havaita. Suurimmasta osasta Eurooppaa se näkyy matalalla etelätaivaalla ja on vaikea havaita. Eteläiseltä pallonpuoliskolta se on helppo kohde: etelämpänä kuin noin 60° eteläistä leveyttä se ei laske koskaan, ja noin 30 asteen eteläisellä leveydellä se kulkee lähes suoraan pään yläpuolelta.
Lokakuussa M83 on taivaalla lähellä Aurinkoa eikä sitä voi havaita. Vuoden lopulla se palaa aamutaivaalle. Huhtikuun puolivälissä se on taivaalla Aurinkoa vastapäätä ja korkeimmillaan keskellä yötä, ja toukokuusta syyskuuhun se näkyy iltataivaalla.
M83:n näennäinen kirkkaus on noin 7,5 magnitudia, ja se on yksi taivaan kirkkaimmista spiraaligalakseista. Sen voi nähdä kiikarilla paikasta, jossa se nousee selvästi horisontin yläpuolelle, mutta vain pienenä, himmeänä ja utuisena läikkänä, ei valokuvien spiraalina. Pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteilta se on vaikea kohde jopa kaukoputkella: Charles Messier, joka havaitsi sitä Pariisissa vuonna 1781, kirjoitti, että sen näkeminen vaatii äärimmäistä keskittymistä. NASAn mukaan M83 on helpointa havaita kesäkuussa; silloin se on illalla hyvin havaittavissa. Tämän kuvan kylmää kaasua ei kuitenkaan näe paljain silmin eikä millään optisella teleskoopilla: kaasu säteilee millimetrialueen aallonpituuksilla, joita pystyvät tallentamaan vain ALMAn kaltaiset radioteleskoopit.
Lähteet ja lisenssit
- ALMA-observatorio, A swirling galaxy (5. lokakuuta 2026) — Kuva ja sen kuvaus (kylmien kaasumolekyylien valo, tähtien syntymän raaka-aine), 15 miljoonaa valovuotta, M83:n samankaltaisuus Linnunradan kanssa, näkymä lähes suoraan päältäpäin. Kuvan lisenssi CC BY 4.0, ks. https://www.almaobservatory.org/en/copyright-notice/ . https://www.almaobservatory.org/en/audiences/a-swirling-galaxy/
- ESOn viikon kuva potw2640a (5. lokakuuta 2026) — Saman kuvan alkuperäinen julkaisu, linkki tutkimusartikkeliin ja vertailukuva näkyvässä valossa. https://www.eso.org/public/images/potw2640a/
- Koda, Egusa, Hirota ym., The Astrophysical Journal 986, 29 (2025), Dynamically Driven Evolution of Molecular Gas in the Barred Spiral Galaxy M83 Traced by CO J = 2–1/1–0 Line Ratio Variations — CO-viivojen 2–1 ja 1–0 suhteen kartta 46 pc:n erotuskyvyllä; suhde pieni haarojen välissä, suuri sauvassa ja haaroissa (tiheys tai lämpötila 2–3-kertainen), myös haaroissa, joissa ei synny tähtiä, ja suurempi H II -alueiden lähellä; tähtien vaikutus on paikallinen; kaasun tilan määräävät galaksin rakenne ja pyöriminen; todennäköisesti yleistä sauvaspiraaleissa. https://doi.org/10.3847/1538-4357/add1dc
- NASAn Hubblen Messier-luettelo, Messier 83 — Vesikäärmeen tähdistö, näennäinen kirkkaus 7,5 magnitudia, yksi kirkkaimmista spiraaligalakseista, näkyy kiikarilla, helpoin havaita kesäkuussa. https://science.nasa.gov/mission/hubble/science/explore-the-night-sky/hubble-messier-catalog/messier-83/
- SIMBAD (CDS), M 83 — Sijainti: rektaskensio 13 h 37 min 00,9 s, deklinaatio −29° 51′ 57″ (J2000), V = 7,52. https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=M83
- JPL Horizons — Auringon sijainti eri päivinä lokakuusta 2026 heinäkuuhun 2027; sen perusteella on laskettu, milloin M83 on havaittavissa. https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons/
- SEDS:n Messier-tietokanta, Messier 83 — Charles Messier luetteloi M83:n Pariisissa 17. helmikuuta 1781 ja kirjoitti, että sen näkeminen vaatii ”äärimmäistä keskittymistä”; pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteilta yksi vaikeimmin havaittavista Messier-kohteista. http://www.messier.seds.org/m/m083.html
