Taivas, tähtien valtakunta

Kuvassa Aurinkoa arviolta 100 kertaa massiivisempi ja 10 miljoonaa kertaa kirkkaampi tähti. Tämä 25 000 valovuoden päässä sijaitseva tähti kuuluukin galaksimme kirkkaimpiin. (© STScI)

Tähdet, nuo taivaalliset ydinreaktorit, tuikkivat timantteina öisellä taivaalla. Paljaalla silmällä katsottuna ne kaikki näyttävät enemmän tai vähemmän samanlaisilta valopisteiltä. Todellisuudessa ne voivat kuitenkin erota toisistaan hyvinkin suuresti ominaisuuksiensa kirkkautensa, lämpötilansa, värinsä ja kokonsa suhteen.

Tähtien värit ja lämpötila
Tähtiä on monenvärisiä; punaisesta ja oranssista keltaisen kautta aina valkoiseen ja siniseen asti. Tähden väristä voi päätellä sen pinnan lämpötilan.

Galaksimme tihein tunnettu tähtijoukko, M15. (© STScI)

Tähden lämpötilaa ja väriä määritettäessä tutkitaan sen lähettämän sähkömagneettisen säteilyn spektriä. Tähdet, joiden säteily on punaisessa päässä, ovat viileimpiä, kuumimpia puolestaan ovat säteilyn sinisessä päässä olevat. Spektriviivojen avulla tutkijat saavat tietoa myös tähden ainekoostumuksesta. Kun lämpötila on saatu määritettyä, sille annetaan nimikkokirjain, joka luokittelee sen eri spektriluokkiin. Tietyssä spektriluokassa olevien tähtien väri, lämpötila ja koostumus muistuttavat toisiaan.

Lisäksi luokat jaetaan vielä alaluokkiin numeroilla 0-9.
Aurinkomme, jota usein kuvataan keltaiseksi, on itseasiassa valkoinen tähti, ja lämpötilaltaan keskiluokkaa, noin 5800 K. Se merkitään luokkaan G2.

Betelgeuse, punainen tähti. (© STScI)

Aurinko, valkoinen tähti. (© NASA)

Tähtien kirkkaus
Jotkut taivaan tähdistä näyttävät loistavan kirkkaammin kuin toiset. Siriuksen sanotaan olevan tähtitaivaan kirkkain tähti. Todellisuudessa taivaalla näkyvistä tähdistä moni on Siriusta kirkkaampi, mutta Sirius näyttää kirkkaimmalta (ns. näennäiskirkkaus), koska se sijaitsee sitä kirkkaampia tähtiä paljon lähempänä maapalloa. Tähtien kirkkautta mitataan ns. magnitudiasteikolla eli suuruusluokka-asteikolla. Se etenee miinusmerkkisistä luvuista plusmerkkisiin siten, että alhaisimmat luvut tarkoittavat kirkkaampaa, korkeammat luvut himmeämpää tähteä. Auringon suuruusluokka eli magnitudi (mag) on 27, kirkkaimmin tähtitaivaalla näkyvän tähden, Siriuksen, magnitudi puolestaan on 1.5. Vertailun vuoksi Orionin Rigel-tähden suuruusluokka on 0.1. Nämä ovat siis kuitenkin vain näennäisiä suuruusluokkia, koska tähtien etäisyyttä ei ole tässä otettu huomioon.

Tähtitaivaan näennäisesti kirkkain tähti, sininen Sirius. (© Pekka Parviainen)

Jotta tähtien todelliset kirkkaudet ja suuruusluokat saadaan selville, tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla kaikkien havaittujen tähtien kirkkauksia voidaan verrata toisiinsa.
Kaikkien tähtien etäisyydeksi oletetaan 32.6 valovuotta. Tähden havaitun kirkkauden perusteella lasketaan sen jälkeen, mikä tähden kirkkaus olisi tuolla etäisyydellä. Näin saadaan selville eri tähtien todelliset kirkkaudet, ja tähtien todelliset eli absoluuttiset suuruusluokat. Tämän korjauksen jälkeen Auringon todellinen suuruusluokka eli todellinen magnitudi on +5, Siriuksen +2. Rigel-tähti nousee näin Siriusta ja Aurinkoa kirkkaammaksi, sillä sen todellinen magnitudi on 7.

Orionin tähdistön sininen tähti Rigel ja punainen Betelgeuse. (© Pekka Parviainen)