Marta Külaots
Meie Päike on üksik täht, kuid universumis eksisteerib ka “kaaslastega” tähti. Palja silmaga vaadates võivad need tunduda üksikutena, kuid teleskoobist vaadates on näha, et tegemist on siiski kahe eraldi tähega, mis on orbiidil ümber nende ühise massikeskme. Selliseid nähtusi nimetatakse kaksiktähtedeks. Mõned tähed, mis võivad tunduda kaksiktähena, võivad siiski olla juhuslikult üksteise lähedal asetsevad tähed. Üks silmaga nähtavaid kaksiksüsteeme asub Suure Vankri tähtkuju käepideme keskel, heledam täht on Mizar ja tuhmim täht Alcor. Neid näeb eraldi vaid väga hea silmanägemisega, kunagi kasutati seda kaksiktähte silmade kontrolliks. Kaksiktähed tekivad peaaegu alati koos - üksteisele lähedal ühes ja samas gaasipilves.
On olemas erinevaid kaksiktähti, neid klassifitseeritakse nähtavuse järgi. Kui süsteemi mõlemat tähte on võimalik teleskoobiga näha, siis on see visuaalne kaksiktäht. Selline on näiteks Sirius, mis koosneb sinisest hiiust ja valgest kääbusest. Kui visuaalseid kaksiktähti piisavalt kaua jälgida, on võimalik näha nende orbitaalperioodi. Kui on võimalik mõõta nende kaugust Maast, on võimalik leida nende orbiitide kuju ja suurus, ja nende kaudu omakorda gravitatsiooniseaduste abil nende massid. Osade kaksiktähtede orbiidid on nii tihedalt koos, et ka teleskoobiga ei suudeta neid eraldada. Neid saab eraldada spektroskoopia abil Doppleri efekti järgides. Sealt ka nende nimetus, spektroskoopilised kaksiktähed. Näiteks Siriuse süsteemi üks täht Mizar on omakorda veel spektroskoopiline kaksiktäht. Tähed võivad olla ka rohkem kui kaheliikmelistes süsteemides, kuid selle jaoks on vaja väga stabiilset orbiiti. Kui orbiit pole stabiilne, lennutatakse tähed süsteemist välja. Mõnede süsteemide orbiidid asetsevad Maa suhtes nii, et on võimalik näha “tähevarjutust”, kus üks täht liigub läbi Maa ja teise tähe vahelt. See tekitab heleduse muutust, mille abil saab leida tähtede temperatuuri, massi, suurust ja muud infot. Mõned tähed “ühinevad” pisarakujulisteks kontakt-kaksiktähtedeks. Üks täht annab teisele tähele enda materjali, mis tekitab erinevaid huvitavaid tulemusi. Süsteemi suurema massiga täht annab oma ainest teisele tähele, mille tagajärjel selle suurus väheneb ja see muutub valgeks kääbuseks. Teisel tähel saab vesinikkütus otsa ja see muutub punaseks hiiuks. Kuna valgetel kääbustel on väga suur gravitatsiooniväli, võib see panna vesiniku heeliumiks muutuma. Kui aine vool on piisavalt intensiivne, võib see tekitada suure ja ereda plahvatuse, mida kutsutakse noovaks.
Kaksiktähed hakkasid mulle huvi pakkuma sügisel, kui olin töövari Tartu Observatooriumi vanemteaduri Laurits Leedjärve juures. Tema põhiline uurimisvaldkond on muutlikud kaksiktähed, millest vestlesime päris pikalt, sellest tulenevalt ka artikli teemavalik, sest tahtsin saada rohkem taustainfot. Näiteks enne lisainfo otsimist teadsin, et tähtede loomisel tekib ühest gaasipilvest üks “klomp”. Tegelikult on ka võimalik, et ühes pilves tekib mitu erinevat aine tihenemist, mis ei pruugi alati olla tulemuslikud. Selleks, et mitme tähega süsteemid jääks püsima, on vaja, et paljud tegurid oleks selleks sobivad (orbiidi kuju, suurus, tähtede massid, pöörlemis-/tiirlemisperioodid jne). Huvitav on teooria, et ka Päike võis olla osa mõnest tähesüsteemist, kuid see polnud stabiilne ja kõik kaaslased on meist miljonite valgusaastate kaugusel. Astronoomid on leidnud 184 valgusaasta kauguselt meie Päikesega peaaegu identse tähe, mis võib olla pärit kaksiksüsteemist meie Päikesega. See on suhteliselt võimalik teooria, sest ligikaudu 85% universumi tähtedest sünnivad mitmetähelistes süsteemides. Visuaalsed kaksiktähed on üsna tavalised, nende kohta olin varem lugenud ja väga palju uut infot ei saanud. Spektroskoopiliste kaksiktähtede kohta nägin töövarjupäeval erinevaid graafikuid heleduse muutumise osas. Leedjärve jälgitavas kaksiksüsteemis on viimase 30 aasta jooksul perioodiliselt toimunud drastilised muutused heleduses (ehk plahvatused) kord aastas umbes samal ajal. Sel aastal seda ei juhtunud. Leedjärv tegeleb nüüd põhjuse välja selgitamisega.
On huvitav, et tähed ei hävine nende plahvatustega, vaid tsükkel kordub kuni reaktsioone “toitval” tähel kütus otsa saab. Kui aga aine vool ühelt tähelt teisele on aeglane, siis ei pruugigi kunagi plahvatust tekkida, kuid valge kääbuse raadius siiski suureneb. Selle tagajärjel suurenev ka tähe temperatuur, mis võib viia süsiniku ühinemiseni. Tavaline täht lihtsalt suureneks, kuid valgel kääbusel läheb tekkinud energia ülejäänud süsiniku ühinemiseks, mis tähendab termotuumareaktsiooni teket: kogu tähes olev süsinik ühineb ühekorraga. Selle tagajärjel tekib supernoova, millel on erinev eellugu kui tavalise tähe supernooval, kuid sama suur energiahulk. Veel pakkus mulle huvi kaksiktähtede kohta info kogumine eksoplaneetide avastamise viisiga sarnaselt. Nägin Tartu Observatooriumis ka selle kohta graafikuid ja sain teada, kuidas need näitavad tähtede erinevaid omadusi. Kaksiktähtede uurimine Doppleri efekti abil on nii geniaalne ja lihtne lahendus. Kui meil on võimatu tavaliselt näha tähtede liikumist, siis Doppleri efekti järgi näeb ära, millisel tähel ja mis hetkel tekib kas sini- või punanihe (vastavalt siis kas täht liigub meile lähemale või kaugemale).
Kaksiktähtede kaugus üksteisest võib olla väga erinev. Mida suurem kaugus, seda rahulikumad tähed on. Mida lähemal, seda väiksem on ka periood. Hetkel on väikseim avastatud periood kaksiktähel 4U 1820-30. See koosneb neutrontähest ja valgest kääbusest, mis läbivad oma orbiidid ligikaudu 11,5 minutiga. Selliste süsteemide saatus on enamasti kahe tähe kokkupõrge. Kui süsteemis on kaks valget kääbust, siis ühinevad need kokkupõrke tagajärjel üheks täheks, 4U 1820-30 puhul pole veel teada, mis juhtub. Osade allikate kohaselt toimub aastal 2022 ühe kaksiktähe ühinemine ja plahvatus, mis saab olema ajalooline sündmus, sest inimeste eluajal pole olnud võimalik seda kõrgtehnoloogiliste seadmetega vaadelda. Tegemist on kontakt-kaksiktähega, mille orbitaalperiood on viimaste aastatega pidevalt vähenenud ning tähed jagavad enda atmosfääre. 2022 aastal peaks nende teadlaste jutu järgi tekkima taevasse uus, silmaga nähtav ja väga ere täht.
PS: Kui Sind kaksiktähed huvitavad, soovitan vaadata ka seda videot: