Sisukord

Autorist………………………………………………………………………….. 9
Eessõna………………………………………………………………………… 11
Tänuavaldused……………………………………………………………….. 13
Proloog: Armageddoni hingus…………………………………………….. 15

1. Los Alamose taevavaatlejad……………………………………………….. 21
2. Nahkhiire saladus……………………………………………………………. 39
3. Kauguste duell……………………………………………………………….. 56
4. Liirid, pisarad ja satelliidid………………………………………………… 73
5. Järelhelenduste signaal……………………………………………………… 89
6. Esimene võrdsete seas……………………………………………………. 107
7. Taevaste salasosinate pealtkuulamine…………………………………. 125
8. Mõtlemine valguse kiirusega……………………………………………. 144
9. Võistlus Suure Paugu pärast…………………………………………….. 160
10. Veidrad seosed………………………………………………………………. 176
11. Kosmose alkeemikud ……………………………………………………… 192
12. Magnetari külgetõmme……………………………………………………. 207
13. Livermore’i Argose silmad ………………………………………………. 225
14. Tulevärgid ja mustad augud ……………………………………………… 243
15. Sähviv tulevik……………………………………………………………….. 260
16. Sõda ja rahu………………………………………………………………….. 276

Sõnaseletusi…………………………………………………………………. 286
Akronüümid…………………………………………………………………. 293
Infoallikad ja kirjandus……………………………………………………. 297
Aineregister…………………………………………………………………. 305
Värvilised pilditahvlid asuvad lehekülgede 224 ja 225 vahel

Autorist

Govert SCHILLING on Hollandi aimekirjanik ja astronoomiateemasid käsitlev ajakirjanik. Ta on ajakirja Sky 8 Telescope kaastoimetaja ning saadab regulaarselt teadusuudiseid ajakirjadele Science ja New Scientist. Schilling kirjutab astronoomia-alaseid artikleid de Volkskrantile, ühele Hollandi suurimatest rahvuslikest päevalehtedest, ja kõneleb sageli Hollandi raadios astronoomiast. Ta on rohkem kui kahekümne popu­laarse astronoomiaraamatu ja sadade astronoomia-alaste ajalehe- ja ajakirjaartiklite autor.

Gammasähvatuste ehk gammapursete päritolu ja olemus on käesoleval hetkel üks suurimatest saladustest astrofüüsikas. Need kohutavalt võimsad plahvatused tekitavad sekundi murdosa jooksul rohkem ener­giat kui meie Päike kümne miljardi aastaga. Üle kolmekümne aasta tagasi Ameerika luuresatelliitide poolt juhuslikult avastatud salapära­seid plahvatusi on astronoomid siiani püüdnud mõista. Alles viimasel ajal on see saladus hakanud lahti hargnema tänu Itaalia-Hollandi satelliidile ja võimsatele teleskoopidele nii Maa peal kui kosmoses. Astronoomid on nüüd aru saanud, et gammasähvatused on tõenäoli­selt seotud mustade aukude sünniga äärmiselt kaugetes galaktikates. Sähvatus! kirjeldab kiiresti arenevat gammapursete uurimisvaldkonda esimesest avastusest kuni kõige viimaste edusammudeni. Tuginedes intervjuudele juhtivate teadlastega, võimaldab see põnev raamat seest­poolt jälgida võitlusi teaduses, mis kaasnesid gammapursete saladuse lahti harutamisega.

Eessõna

,Ja mis kasu on raamatust,” mõtles Alice, „milles pole pilte ega vestlusi?”

Kujutleda gammapurskeid on üpris võimatu. Neid ei näe, neid pole tunda ja keegi pole neid kunagi kuulnud. Reklaamiagentuuril oleks nende müümisega suuri raskusi. Isegi nimi ei aitaks. Tõele au andes, vaevalt on gammapursked seksikad. Ja kindlasti ei kaota keegi nende pärast und.

Sellest on tõesti kahju, kasvõi sel lihtsal põhjusel, et kahtlemata on need kogu Universumis kõige suurejoonelisemad plahvatused, millest on üle ainult Suur Pauk ise. Kosmilises tulevärgis on nad kõige võimsamad, uhkeldades arvatavasti iga päev kuskil Universumis oma ennenägematu grandioossusega. Kõigi jaoks, kes naudivad äärmusi ja ülivõrdeid, on gammapursked kahtlemata ületamatud.

Sellegipoolest ei kutsu kosmilised superplahvatused meie vaimu­silmas esile selliseid kujutelmi, nagu teeb seda Suur Pauk, millega juhatati sisse Universumi teke, või mustade aukude hirmutav jõud või intrigeeriv maavälise elu võimalus. Ainult mõned inimesed on neist as­just päriselt teadlikud, kuid ometi on need teemad vesi teaduskirjanike veskile ja on haaranud endale kindla koha meie fantaasiamaailmas. Kirjuta raamat ühe sellise teema kohta ja sa ei pea kelleltki küsima, miks see on huvitav. Aga gammapursked? Heal juhul kergitatakse ai­nult kulmu.

Sähvatus! on esimene populaarteaduslik raamat, mis on täielikult pühendatud gammapursetele. Selle üle pole midagi imestada, sest nen­de hiiglaslike plahvatuste uurimises aset leidnud revolutsioon on ainult mõni aasta vana. Märkimisväärselt lühikese ajaga on see ala moondu­

nud selgusetust, ilmselt lahendamatust mõistatusest kõige põnevamaks astrofüüsika teemaks.

Iga teadusliku revolutsiooniga käivad kaasas higi, pisarad ja mõni- kord isegi veri; ka gammapursete puhul polnud see teistmoodi. Kuul­susejanu ja kadedus, kildkondlikud rühmitused ja võistlus, triumf ja tragöödia – neist koosneb see, mis viib seikluseni, mis on just alanud ja mille lõppu pole näha. Need moodustavad ka selle raamatu sisu ja tuuma, siin ei kirjeldata mitte ainult teadust, vaid ka teadlasi, kes on andnud oma panuse selle astronoomilise nähtuse uurimisse.

Sähvatus! jutustab, kuidas see uus ja paeluv astronoomia ainevald tekkis ning samal ajal heidab pilgu nüüdisaegse astronoomia-alase uurimistöö kulisside taha. Igavate professorite tüütu maailma asemel on see pigem dünaamiline ja plahvatuslik töökeskkond — vaatlejate, teoreetikute ja aparaadiehitajate kohtumispaik -, kus on kasutusel kõi­ge võimsamad teleskoobid ja kõige tundlikumad detektorid kosmose kõige hävitavamate plahvatuste saladuse lahti arutamiseks.

Teadus on inimeste töö. Sähvatus! ei tegele ainult gammapursetega, vaid räägib väga palju inimestest, kes on teinud võimalikuks nende uuri­mise. Lihast ja verest inimesed oma nägemuse ja oma lugudega. Nad on peaosalised avastuse põnevas saagas ja teaduslikus seiklusromaanis. Ilma nende kire ja visaduseta oleksid gammapursked ikka veel mõistatus, nagu need olid kolmkümmend aastat tagasi. Ja ilma nende inimeste en­tusiastliku koostööta ei oleks see raamat kunagi päevavalgust näinud.

Minu eriline tänu kuulub järgmistele inimestele: Carl Akerlof, Joshua Bloom, Stirling Colgate, Enrico Costa, George Djorgovski, Ed Fenimore, Marco Feroci, Jerry Fishman, Dale Frail, Andy Fruchter, Titus Galama, Neil Gehrels, Paul Groot, John Heise, Kevin Hurley, Ray Klebesadel, Chryssa Kouveliotou, Shri Kulkarni, Don Lämb, Andy MacFadyen, Chip Meegan, Hans Müller, Bohdan Paczynski, Jan van Paradijs, Hye-Sook Park, Luigi Piro, Martin Rees, Kailash Sahu, Brad Schaefer, Paul Vreeswijk, Ralph Wijers, Stan Woosley ja Jean in ‘t Zand. Sähvatus! on nende lugu. Naudi seda.

Proloog: Armageddoni hingus

„Ei, ei! Seiklused enne,” ütles Greif kannatamatult, „seletused võtavad nii kohutavalt aega.”

Loodus on julm.

Täht särab oma elu täies hiilguses. Hele, valguse ja soojuse hiilgav majakas, eluandev energia. Miljoneid aastaid valgustas see täht ümb- ritsevat pimedust ja planeete, mis peesitasid tema armulises kiirguses. Keegi ei tea, kas elu — kosmose suurim ime — tekkis ühel nendest pla­neetidest, aga kui see nii võib olla, siis on elu seal täiesti sõltuv sellest mainitud tähest.

Ja äkki on see läbi. Tema aeg on otsas. Täht on surmakrampides.

Armageddon on Valhalla võrreldes sellega, mis juhtub tähel. Sekun­di murdosa jooksul toimub tähe kollaps. Triljonid tonnid kuuma gaasi kaovad igaveseks läbi ühele poole avaneva ukse musta auku. Ruum deformeerub, aeg kaotab tähenduse ja aine on paisatud pöörasesse kaosesse. Täht hävitab ennast seestpoolt väljapoole. Viimases ahasta­vas karjes heidab tähe kaduv tuum välja kaks juga tulikuuma, mäslevat ainet, nagu meeleheitliku päästenööri usaldavale maailmale, millest ta on välja tõugatud.

Kiirusega umbes miljard kilomeetrit tunnis sööstavad vastassuunda­des välja kaks kitsast juga. Nad uuristavad põlevad tunnelid läbi tähe väliskihtide, millistel pole aimugi draamast, mis on toimunud tähe salapärastes sügavikes. Kuid täht ei saa jätkata eksisteerimist, seistes silmitsi selle kosmilise vägivallaga. Sarnaselt jõuluehtega, milles on käsigranaat, plahvatab täht, heites oma sisemusest välja tohutu hulga vabanevat energiat.

Häving on täielik. Taevalaotus käriseb lahti. Pööraselt kihutav, põ­letava ja hõõguva energia kerakujuline eesriie ja välja heidetud aine sööstab valguse kiirusega väljapoole. Planeedid aurustuvad nagu lumi päikese käes. Komeedid, kuud, mäed ja ookeanid, elutu ja elav aine; kõik on kaasa kistud purustavasse tulekerasse, mis hiilgab palju hele- damini kui sajad miljardid päikesed kokku. Mis järele jääb, on viljatu, hüljatud lahinguväli, pimeda tühjuse nukker kosmosemaastik. See on Viimse Kohtupäeva kosmiline pale, põrgu peegeldus.

Kosmost ennast ei häiri ühe tähe surm. Sünd ja surm on Universumi päevakord. Galaktikad on kujunemisprotsessis, Suur Pauk ise on just näidanud, mida ta on väärt. Kosmos on ikka veel noor ja rahutu. Kõik’ jal möll, kindlat tasakaalu veel pole. Õnnetu tähe plahvatusel kauge, eemaloleva galaktika spiraalses harus ei ole rohkem tähtsust kui põ­gusal valgushelgil laine pinnal vees, kui üksikul õuduspildil kosmilises kurioosumite muuseumis.

Kolm miljardit aastat pärast Suurt Pauku on Universum ikka veel lapsekingades. Linnutee alustab just kuju võtmist. Päikesel ja Maal ei ole veel kindlat teed. Olevik sisaldub ka tulevikus ja tulevik ulatub paljudest miljarditest aastatest kaugemale. Kulub miljardeid aastaid, mil hakkavad elama ja surema lugematud tähed, kus aine looduse fun­damentaalsete jõudude toimel pidevalt kujuneb ja ümber kujuneb, kus tekib elu, mõistus, teadvus ja vaimustav uudishimu, mis on võimeline päris kosmost ise vaatlema.

Ja kuigi tähe katastroofilisest surmast saab kiiresti ajalugu, jäädvus­tatakse see kauges tulevikus Universumi legendi, nagu lugu, mida ikka ja jälle põlvest põlve jutustatakse, või raamat, mida ajast aega edasi pärandatakse. Nende mõne sekundi jooksul, mis tähel kulus lavalt kadumiseks, paiskus maailmaruumi hiiglaslik gammakiirguse voog. Läbitungiva energia purse levis valguse kiirusega läbi Universumi nagu tulvavesi tõusulainest, mis ujutab üle maapinna, või nagu üle maa vee­rev äikesekõmin.

Selle gammapurske võimsus ei allu ettekujutusvõimele. Mõne se­kundi jooksul vabaneb rohkem energiat, kui Päike kiirgab terve oma

eluea jooksul. Nagu surutaks kokku miljon galaktikat, igas sadu mil’ jardeid säravaid tähti, ruumalasse, mille läbimõõt ei ole suurem kui üks miljon kilomeetrit. Ja kiirguse paisuva kihina kihutab purse läbi kosmose igasse suunda; ta suureneb just kui õhupall ja rändab edasi valguse kiirusega, kolmsada tuhat kilomeetrit sekundis, miljard ki- lomeetrit tunnis, üheksa ja pool triljonit kilomeetrit aastas. Ehk küll plahvatanud täht on ammu unustatud ja õnnetuskohas on jälle rahu, kantakse tema surmateade kosmose igasse nurka ja sõnum hävingust toimetatakse kaugesse tulevikku.

Möödub sadu miljoneid aastaid. Kosmose kauges kolkas langeb vor- mitu vesinikupilv aeglaselt kuid kindlalt omaenda raskuse all kokku. Pilv hakkab pöörlema kiiremini ja kiiremini, kuni ta muutub lapikuks, ja kui aeg on küps, tulevad nähtavale hiilgava, spiraalikujulise galak- tika piirjooned. On sündinud meie Linnutee — üks lõpmatust hulgast Universumi galaktikatest, kadunud miljardite sarnaste galaktikate sekka.

Oma teekonnal Universumi kaugetesse paikadesse mööduvad gam- mapurskest tekkinud footonid lugematust arvust galaktikatest. Mõned on suured ja suursugused nagu Linnutee, teised väikesed, näotud, vor­mitud monstrumid, samal ajal kui on neid, mis ikka veel sarnanevad illumineeritud ragbipallide või lapikute, sätendavate ketastega – igasu­guse suuruse ja kujuga galaktikad, mis on kokku kuhjunud väikesteks, keskmisteks või suurteks parvedeks. Ja nende vahel mõõtmatu tühjus, tohutud, tumeda vaakumi laiuvad süvikud kosmilise ookeani sügavas mustas meres, mis eraldab neid väikseid valgusesaari.

Kui gammafootonite tormlev lainefront on kandunud poolele kau­gusele Linnuteest, sünnib viis miljardit aastat tagasi selle spiraalse haru ühel välisäärel meie Päike. See on gigantne hõõguva gaasilise vesiniku pall, just nagu kõik teised tähed. Tema sisemuses toimuvate tuuma­sünteeside tulemusel muundub igas sekundis energiaks neli miljonit tonni ainet. Aga sellele vaatamata ei ole Päike muud kui näpuotsatäis valgust võrreldes hiidtähega, mida tabas nii õnnetu lõpp — Päike ei ole

midagi enamat kui märkamatu väike kääbustäht, mis palja silmaga võib olla nähtav alles viiekümne valgusaasta kauguselt.

Sellal kui Päike moodustub pöörlevast gaasipilvest ja ainest, jäävad järele väikesed külmad põlenud osad, mis tiirlevad ümber Päikese nagu jahtunud gaasikerad või tumedad kivikamakad, igaveseks püütud gra- vitatsiooni haardesse. Ühel neist on ookeanid, täis vett ja orgaaniliste molekulide osi, mis on langenud planeetidevahelisest ruumist. Nüüd on see Maa, millel on elu.

Kas elu Maal on ainukordne või mitte, me ei tea. Või kas kohtab gammasähvatus teekonnal läbi maailmaruumi teisi planeete, millel on elu, ei oska keegi öelda. Aga ajal, kui kosmiline sõnum järele- andmatult läheneb, on Maa ookeanides juba esimesed paljuraksed organismid, taimeriigi lakkamatu kasv on värvinud maapinna ro- heliseks ja kahepaiksed roomavad kuivale maale. Selleks ajaks, kui gammafootonid jõuavad Kohalikku Superparve — see on ulatuslik galaktikasüsteem, kus asub meie Linnutee – valitsevad Maal veel aplad dinosaurused.

Aga show ei ole otsas. Veel üks kosmiline draama ootab järge, et meie väikesel planeedil mängu tulla. Suur kümne kilomeetrise läbi­mõõduga komeet tungib maakoorde, paisates segi kliima ja hävitades lõplikult hiiglaslikud roomajad. Võrreldes tulekeraga, mida põhjustas gammapurse, on see mikrokatastroof, munakivi potsatus liivateradele. Aga selle tagajärg Maa biosfäärile on kohutav: üheksakümmend prot­senti kõigist bioloogilistest liikidest sureb välja ja elu areng võtab uue suuna. Kätte jõuab imetajate aeg.

Edasitormavad gammafootonid ei pööra kõigile nendele sündmus­tele tähelepanu. Väsimatult läbivad nad Kohalikku Superparve ja iga sekundiga tulevad nad kolmsada tuhat kilomeetrit Maale lähemale. Kuni lõpuks, küllalt kaugelt, hakkab musta tähistaeva taustal häguse valguslaiguna paistma meie Linnutee; Maa savannid on asustatud ini­meste esimeste eellastega. Aga ikka on veel minna mõnisada miljonit aastat.

Kosmilise silmapilgu jooksul õpivad inimesed tööriistu valmistama, avastavad tuletegemise, areneb kõne ja tekivad keeled ning esimest korda hakkavad nad imestusega vaatama öist taevast ja tähti pea kohal, mis näivad kiirgavat igavest rahu ja lõpmatut kestvust. Primi­tiivsed inimesed jutustavad üksteisele müüte tähtkujudest, kreeka filosoofid arutlevad kosmose jumalasarnase täiuslikkuse üle ja poola kanoonik, kes söandab küsimusi esitada, väidab, et Maa ei ole Uni­versumi keskus. Kui gammasähvatus möödub Plejaadidest, jääb Maani vähem kui viissada valgusaastat.

Nüüd lähevad asjad tõesti liikuma. Sel ajal, kui surnud tähest kiirgunud footonid Maa suunas kihutavad, vaatab Galileo Galilei esimest korda läbi teleskoobi tähistaevast, Isaac Newton visandab gravitatsiooniseaduse ja William Herschel avastab niisugust liiki val­guse, mis pole inimsilmale nähtav. Tööstusrevolutsioon, Universumi paisumise avastamine, esimesed arglikud sammud kosmosereiside teel… Kui gammakiired jätavad seljataha heleda tähe Capella, on üles lennutatud esimesed teadusliku aparatuuriga satelliidid ja astro­noomid alustavad kosmose uurimist inimsilmale nähtamatute laine- pikkuste kaudu.

Ja lõpuks kihutab kiirustav gammasähvatus mööda Päikese lähimast naabertähest Alfa Centaurist. Kümne miljardi aasta pikkune gamma- sähvatuse reis on peaaegu lõpule jõudnud; jäänud on vähem kui neli aastat, kuni surevalt tähelt saadetud signaal jõuab meie elava planeedi­ni. Vahepeal hoiavad Maa kunstlikud kaaslased kosmosel silma peal ja Floridas Kennedy Kosmosekeskuses käivad ettevalmistused gammade- tektoriga varustatud militaarsatelliidi Vela 4 stardiks.

Pühapäeval 2. juulil 1967 kandub läbi Päikesesüsteemi gammakiir- guse voog, nähtamatud ja kuuldamatud footonid, miljardid aastad seljataga ja miljardid valgusaastad ees. Iga footon neist kannab sada tuhat korda rohkem energiat kui Päikese nähtavad footonid. Suurim hulk voogab takistamatult planeetide vahel ja kihutab tumedas tae­vas valguse kiirusega edasi. Palju väiksem arv footoneid siseneb Maa

atmosfääri, kus nad neelatakse õhumolekulide poolt. Ja lõpuks tungib napp peotäis gammafootoneid satelliit Vela detektoritesse. Esimene kosmilise gammapurske avastamine on nüüd fakt. Aga inimese jaoks see mõistatus alles algab.