Taevane arheoloogia

Astronoomilised „väljakaevamised“ võimaldavad uurida nii plahvatusrohket minevikku kui ka ohtlikku tulevikku.

JAAN PELT

Metuusala elas 969 aasta vanuseks ja suri samal aastal, kui inimkond läbis oma esimese tõsisema populatsiooni pudelikaela (Suure Filtri). Maad tabanud katastroof hävitas peaaegu kogu elava. Ometi genofond ei hävinud täielikult. Pääses Metuusala pojapoeg Noa koos oma lähedastega ja lisaks neile veel igast elavate tõust üks paar. Seltskonna päästnud Noa ehitatud laeva otsitakse senini Ararati mäe kandist.

Kuidas ülivana Metuusala välja nägi, me ei tea. Küll aga on meil ettekujutus teise kultuuri tähtsast tegelasest, jumal Zeusi pojast Apollost. Näiteks alles eelmisel aastal leidsid Kreeka Thessaloníki ülikooli arheoloogia tudengid Philippi linnas toimunud väljakaevamistel kreeka jumala ligi kaks tuhat aastat vana marmorist kuju pea.

Arheoloogidel on omad meetodid sündmuste toimumise aja ja leidude vanuse hindamiseks. Kui Apollo kuju vanuse määramine on suhteliselt lihtne, siis piibli Metuusala sünniaja määramine on paras pähkel.

Sama lugu on taevatähega, millele on antud nimi Metuusala (Methuselah star, Henry Draperi kataloogis numbriga 140283). Selle tähe hinnanguliseks vanuseks on arvutatud 14,46 miljardit aastat. Ometi teame, et maailm ise on ainult 13,79 miljardit aastat vana! Pange tähele, et mõlemad arvud on antud neljakohalise täpsusega.

Kuna Metuusala-nimeline täht on meile suhteliselt lähedal, siis, kasutades Hubbleʼi taevateleskoopi, oli võimalik mõõta tema kaugus küllaltki täpselt. See omakorda andis täpse hinnangu tähe absoluutsele heledusele ja selle kaudu ka vanusele. See, et 2013. aastal tollaste mudelite abil saadud numbriline vanus osutus vanemaks kui universumi enda vanus, tekitas üksjagu kahinaid pressis ja tagaruumides. Aga kahinad sumbusid, kui astronoomid selgitasid, kuidas erinevate mõõtmiste ja numbrilistest mudelitest saadud parameetrite statistilised vead kombineeruvad.

Nüüdisajal Metuusala nime saanud täht jäi silma juba varem – 1912. aastal, kui avastati, et ta liigub kiirusega umbes 100 kilomeetrit sekundis (mitte tunnis) Maa poole. Eelmise sajandi keskpaiku 1951. aastal saadi aga teada, et täht on väga aneemiline ehk siis rauavaene, tema rauasisaldus on umbes 300 korda väiksem kui meie Päikesel.

Siinkohal peame eristama raua­vaesust ja metallivaesust. Astronoomide jaoks koosneb Mendelejevi tabel ainult kolmest ruudust: 1. vesinik, 2. heelium ja 3. kõik ülejäänud elemendid. Kolmanda ruudu elemente nimetatakse metallideks. Isegi meile nii tähtsad elemendid nagu hapnik ja süsinik on astronoomide jaoks metallid. Sellise lihtsustuse põhjus on ka lihtne. Nimelt võimaldas Suure Pauguga kaasnenud temperatuuri ja rõhu vahekord sünteesida vesinikust ainult heeliumi ja üliväikese koguse liitiumi. Kogu ülejäänud elementide rida on kokku pandud juba tähtede sees toimuvates tuumaprotsessides või tähtedega seotud plahvatustes.

Metallivaesus tähendab seega, et tähes on vähe vesinikust ja heeliumist erinevaid elemente. Rauavaegus aga osutab sellele, et võrreldes vesinikuga on tähes raua aatomeid vähe.

Metuusala ei ole sugugi kõige rauavaesem täht. Eriti rauavaesed tähed moodustavad eraldiseisva huvitava tähtede klassi ja just nende tähtedega seotakse astronoomias sellist mõistet nagu tähearheoloogia (stellar archeology).

Ajas tagasivaatamise idee on astronoomias tavaliselt sirgjooneline – mida kaugem on objekt, seda varasemat aega näeme. Kui aga objektid on kaugel, siis nendelt meile saabuv valgus on nõrk. Ka kõige võimsamad teleskoobid suudavad eristada tähti ainult meie Linnutees ja mõnes kõige lähemas naabergalaktikas. Need tähed elavad meiega samas, tänapäevases ajas. Meid aga huvitab, mis toimus tähtedega kauges minevikus, ütleme, universumi esimese miljardi aasta jooksul.

Tavaliste arheoloogiliste väljakaevamiste käigus otsitakse kauges minevikus toimunud inimese tegevuse märke tänapäevani säilinud leidudes. Philippi linnas välja kaevatud Apollo pea tahuti millalgi 200–300. aastal meie aja järgi, vahepeal oli ta maapõues peidus ja nüüd võime tema abil teada saada elust tollel kaugel ajal.

Nii on ka tähearheoloogias. Miljardeid aastaid tagasi tihenes gaasi- ja tolmupilv gravitatsiooni mõjul kokku ja tekkinud tihendis sündis täht. Kui see täht on õige massiga, siis võib ta „elada“ miljardeid aastaid. Ja nüüd, kui temast on saanud astronoomi uurimisobjekt, informeerib ta meid oludest oma tekkimishetkel. Võime teada saada, milline oli tema sünnikoha ümbruse keemiline koostis, oli seal jälgi plahvatustest vms.

Tähtede elu

Kõige vanemad, esimese põlvkonna tähed, pandi kokku ainult vesinikust ja suure paugu järel sünteesitud heeliumist, seega olid nad sünnihetkel täiesti metallivabad – kolmas astronoomide Mendelejevi tabeli ruut oli tühi. Praeguseks ajaks ei ole selliseid tähti enam alles, või kui on, siis õige vähe.

Need lihtsakoelised tähed olid üldjuhul väga massiivsed. Täheelu reeglite järgi põlevad aga massiivsed tähed väga kiiresti ja lõpetavad oma elutee suure plahvatusega ehk siis super­noovana. Põlemise käigus sünteesitakse vesinikust heeliumi, heeliumist saab süsinikku ja muid tavalisi, ka eluks vajalikke elemente. Tähtede sees on võimalik sünteesida elemente kuni rauani, rauast raskemate elementide süntees vajab temperatuure ja rõhke, mis esinevad supernoova plahvatustes ja tähepõrgetes.

Kui kõige esimesed tähed olid plahvatanud, siis välja paisatud gaas ja tähetolm ei sisaldanud enam ainult vesinikku ja heeliumi, vaid ka raskemaid elemente. Neid ei olnud alguses eriti palju. Kuid sellesarnane protsess kipub korduma. Järgmise põlvkonna tähed ei pea alustama nullist, kosmilises ruumis on juba varem välja paisatud elemente. Koos elementide lisandumisega keskkonda muutuvad ka tähetekke tingimused. Näiteks suure hulga süsiniku olemasolu gaasi- ja tolmupilvedes võimaldab juba suhteliselt väikese massiga pika elueaga tähtede teket.

Korraliku, kivist planeetide kokkupanekuks vajaliku „tähetolmu“ kokkusaamine võttis üksjagu aega. Selleks et saada tänapäevaseid päikesesüsteemi keemiliste elementide sisaldusi, pidi tähetekke ja tähtedevahelise gaasi rikastumise protsess korduma ligikaudu tuhat korda.

Sammsammulise rikastumise mõõdikuks on astronoomid valinud raua ja vesiniku aatomite arvu suhte. Mida väiksem on see suhe, seda varasem on täht. Või vastupidi – mida rohkem on rauda, seda hilisem.

Supernoovade plahvatustes sünteesitakse peaaegu momentaanselt rauast raskemaid elemente, sealhulgas selliseid, mis on radioaktiivsed. Kuna radioaktiivse lagunemise ajad on elementidel erinevad, siis saab näiteks uraani ja tooriumi koguste võrdlemise abil hinnata tähe vanust. Stardikogused arvutatakse lähtudes plahvatava tähe massist ja supernoova plahvatuse numbrilistest mudelitest. See kõik on väga sarnane arheoloogiast tuntud radioaktiivsete ainete lagunemisel põhineva aja mõõtmise meetodiga.

Frebeli täht

Tähearheoloogide töö seisneb väga suure lahutusega tähespektrite uurimises. Poest tuntud ribakoodidel on tavaliselt paarkümmend erineva paksusega joont. Umbes samapalju oli jooni ka Joseph von Franhoferi poolt esimesena vaadeldud Päikese spektris.

Tänapäeval mõõdetud tähespektrites on neeldumisjooni tuhandetes. Joonte uurimine aitab kindlaks teha tähe keemilise koostise. Mida rohkem jooni me suudame eristada, seda täpsemalt teame ka erinevate elementide ja molekulide hulka.

Kõrge kvaliteediga spektreid saab mõõta ainult maailma suurimate teleskoopide abil. Spektritest mõõdetud neeldumisjoonte asukohti ja nende sügavusi võrreldakse siis mudelitest saadud väärtustega.

Selleks et teada saada, mida kõike võib leida keemilise sisalduse tabelitest, on mõistlik uurida tõeliste tähearheoloogide tööd. Vahest kõige tuntum arheoloog on saksa päritolu Ameerika astronoom Anna Frebel. Tema CV on nii pikk ja uhke, et pigem jätame selle vahele ja räägime kohe tema poolt avastatud tähest HE 1327–2326 (HE – Hamburg/ESO kataloog). Anna oli alles doktorant, kui ilmus tema ja kaasautorite artikkel ajakirjas Nature, kus teatati tähe rekordilisest aneemilisusest ehk siis rauavaesusest. Kui Metuusala tähes on rauda 300 korda vähem kui Päikeses, siis Frebeli tähes on rauda 250 000 korda vähem. Avastamise hetkel oli see täht kõige väiksema rauasisaldusega üldse.

Väike rauasisaldus tähendas, et tegemist on väga vana tähega. Naiivselt mõeldes peaks väike rauasisaldus tähendama ka väikest metallisisaldust (kolmas ruut!). Aga ei, näiteks süsinikku (astronoomi jaoks metalli) sisaldas täht ainult kümme korda vähem kui Päike. Ühes tähes on seega koos eri vanusega tähtedele iseloomulikud ainehulgad. Kui tavaline arheoloog oleks leidnud, et välja kaevatud Apollo kujul on prillid ees, ju ta oleks samamoodi imestunud.

Asja tegi veel huvitavamaks aga strontsiumi avastamine selles tähes. Seda metalli tähtede sees ei sünteesita, seega oli tähe tekkimise ajal strontsium juba ilmaruumi tolmus olemas.

Strontsiumi ja võib-olla ka üleliigse süsiniku olemasolu seletuseks on pakutud mitmesuguseid mehhanisme. Eelkõige on räägitud esimese põlvkonna tähtede plahvatustest supernoovadena, kus oma elu lõpetavad tähed, mis olid sünnihetkel igasugustest metallidest puhtad kui prillikivid.

Supernoova ägeda plahvatuse ajal leidub alati kohti, kus loodus kasutab elementide tootmiseks alternatiivset meetodit – kiiret neutronihaaret ehk r-protsessi (rapid process). Piisava energia ja vabade neutronite olemasolu puhul surutakse olemasolevatele kergete elementide tuumadele hulganisti neutroneid juurde. Need lagunevad aga kiiresti prootoniks, elektroniks ja neutriinoks. Prootonid aitavad aatomil tõusta tavalises Mendelejevi tabelis kaugematele ruutudele, elektronid garanteerivad laengutasakaalu ja neutriinod lendavad suhteliselt vabalt tähelt välja.

Supernoovade plahvatusprotsess ja r-protsessi võimalik toimumine, samuti toodetud elementide nomenklatuur ja hulk sõltub tähe massist. Kui välja paisatud ainest tekivad väiksema massiga tähed, siis nende keemiline koostis informeerib meid maailma alguses toimunud kataklüsmidest. Nende väike mass garanteerib pika eluea. Meie Päike on elanud 5 miljardit aastat ja ees on tal vähemalt sama palju. Frebeli täht on Päikesest hulga väiksem ja tema lõbustab astronoome tunduvalt kauem.

Kõik see on aga võimalik ainult siis, kui meil on teada ülivanu tähti. Nende otsimine on väga vaevarikas ja selle tõttu on teada ainult väike hulk tõelisi „arheoloogiliselt“ huvitavaid tähti. Eriti vanu, kus rauda peaaegu üldse ei ole, on näiteks ainult kümne ringis.

Galaktilised väljakaevamised

Metuusala-nimeline täht paistis silma oma suure ruumis liikumise kiirusega. Just see on üks võimalikest vihjetest, et meil on tegemist potentsiaalselt huvitava tähega. Siin jõuamegi nn galaktilise arheoloogia töömaile. Tähtedel on oma elu ja galaktikatel oma.

Mõnevõrra lihtsustatuna võime öelda, et kõik galaktikad alustavad tagasihoidlikult. Sellest, kuidas nad alustavad, teame suhteliselt vähe. Igatahes oma arengu jooksul suuremad neist tõmbavad gravitatsioonijõu toimel vähemaid enda poole ja lõpuks „söövad“ nad ära. Galaktiline arheoloogia tegelebki „söödud“ galaktikate jääkide uurimisega.

See teadusharu on tõelise hoo sisse saanud alles sellel sajandil tänu uuele tehnoloogiale. Suurem osa vastavaid uuringuid kasutab kosmoseteleskoobi Gaia poolt saadud andmeid. Ka eesti astronoomid eesotsas Indrek Kolkaga andsid teleskoobi programmide väljatöötamisel oma panuse. Tänu sellele on Indrek praegu koduastronoomidest kõige enam tsiteeritud uurija. Kahjuks on koostöö Gaia meeskonnaga lõppenud, kuna Eesti teadusbürokraatlik süsteem ei leidnud aastatel 2013-2014 enam töö jätkamiseks vajalikku raha.

Kosmoseteleskoop Gaia mõõte­täpsust on võrreldud inimese võimega näha Maa pealt Kuul vedelevat kopikat. Korraga kahes suunas vaatav aparaat mõõdab väga täpselt miljardite tähtede asukohti ja kiirusi kolmemõõtmelises ruumis. See võimaldab eraldada teiste hulgast tähevoolud, mille liikumine ei võta osa tavalisest tiirutamisest Galaktika keskme ümber.

Gaia abil on avastatud kümneid enam või vähem selgete piiridega tähevoole. Neist

igaüks on seotud millalgi muistsel ajal toimunud väiksema galaktika „ärasöömisega“. Meie teema puhul pakuvad kõige rohkem huvi ultranõrkade kääbusgalaktikate jäägid. Paarisajast tuhandest tähest koosnevad moodustised on tühiselt väikesed võrreldes meie Linnuteega (paarsada miljardit tähte). Samas sisaldavad need galaktikajäägid rohkelt informatsiooni sellest, mis toimus universumis esimese miljardi aasta jooksul. Näiteks Anna Frebel ja tema kaastöölised püüavad just ultranõrkadest kääbusgalaktikatest leida kõige vanemaid rauavaeseid tähti.

Tähe- ja galaktilise arheoloogia kiire areng on viinud selleni, et astronoomid kasutavad ikka tihedamini mõistet „lähivälja kosmoloogia“. Kui traditsioonilises (kaugvälja) kosmoloogias vanade objektide uurimiseks tuleb vaadata väga kaugele, siis lähivälja kosmoloogia tegeleb lähedaste objektide detailse uurimisega, otsides nendest jälgi väga kauge mineviku kohta.

Tänu sellele, et lähivälja kosmoloogia objektid on meile lähedal ja tihti küllalt heledad, on võimalik mõõta nende spektreid (ribakoode) suure täpsusega.

Mida on siis leitud?

Alustama peab sellest, et Anna Frebeli rekordilise rauavaesusega täht ei ole enam tabeli tipus. Praegu peaks olema kõige väikesema rauasisaldusega täht pika nimega SMSS J031300.36-670839.3. Nagu ikka, osutab SMSS siin kataloogile, kus täht esimesena on kirja pandud. Sellel korral on siis tegemist teleskoobi SkyMapper poolt pildistatud ja registreeritud tähega.

Stefan Claude Kelleri ja kaastööliste (nende hulgas ka Anna Frebel) uuritud tähe rauasisaldus on vähemalt 10 000 000 korda väiksem kui meie Päikeses, veel täpsem oleks öelda, et rauda selles tähes peaaegu ei olegi. On ta siis hoopis kõige esimese põlvkonna täht? Samuti ei ole, sest täht sisaldab süsinikku, magneesiumi ja teisi elemente. Kõige paremini on tähe keemiline koostis seletatav järgmiselt. Umbes 13 miljardit aastat tagasi sündis ainult vesinikust ja heeliumist koosnev esimese põlvkonna täht, mis oli meie Päikesest 60 korda massiivsem. Kiire põlemise järgi kukkus ta pauguga kokku, temast jäi järele ainult must auk ja suhteliselt kergete elementidega rikastatud gaasipilv. Just selles pilves sündis siis meie rauavaene täht.

Kui meie kehas olevad aatomid on läbinud tähetekke ja tähesurma tsükleid suure arvu kordi, siis Kelleri täht kondenseerus kohe esimese põlvkonna supernoova poolt välja heidetud väga lahjast gaasist ja jäi ootama aega, kuni 13 miljardit aastat hiljem astronoomid teda vaadelda saaksid.

* * *

Kaua aega on astronoomid arvanud, et kõige esimesed puhtad tähed olid kõik suure massiga ja põlesid kiiresti ära. Viimasel ajal on aga gaasipilvede dünaamika mudeleid uurides leitud, et tugevate pööriste tekkimisel on olemas võimalus ka üsna õblukeste tähtede varajaseks tekkimiseks. Sealt siis väike lootus, et mõni selline ainult vesinikust ja heeliumist koosnev täht, puhas kui prillikivi, on veel kuskil ringi tiirutamas.

Teisest küljest ei ole välistatud esimese põlvkonna ülimassiivsete tähtede teke. Õnneliku juhuse läbi võiksid need ka vaadeldavad olla, kas või gravitatsioonilise läätse ja kosmoseteleskoobi võimeid kombineerides. See aga on juba kaugvälja kosmoloogia.

* * *

Nagu varem öeldud, tähe sees on võimalik sünteesida elemente kuni rauani, raskemad tekivad aga kosmilistes plahvatustes – supernoovades ja neutrontähtede põrgetes. Kõrgete rõhkude ja temperatuuridega neutronirohketes piirkondades on võimalik sünteesida väga raskeid elemente. Üllatusena tuli aga teade, et tähearheoloogia meetoditega on võimalik tõestada, et mõnedes tähtedes leitud elementide sisalduvust saab ainult kirjeldada kui transuraaniliste elementide lagunemise tulemust. Uraanist suurema aatomnumbriga elemente sünteesitakse maa peal laboratooriumides, ainult neptuuniumi ja plutooniumi jälgi on leitud vabas looduses. Seega võib ülal kirjeldatud r-protsess tekitada üliraskeid elemente ka vabas looduses. Ei ole välistatud, et varsti tuleb meil lisada keemilisse Mendelejevi tabelisse uusi ruute – selliseid, mille parameetrid on saadud tähearheoloogia meetoditega.

* * *

Väga huvitav on Ian Roedereri ja teiste R-Process Allianceʼi rühma liikmete (nende hulgas ka Anna Frebel) leid – täht nimega HD 222925. Selle tähe ribakoodist on välja loetavad 65 elemendi spektrijooned, sealhulgas paljud nendest on väga rasked. Suure tõenäosusega on siin tegemist tähega, mis sündis väga kauges minevikus kahe neutrontähe põrke tulemusel ruumi paisatud gaasi ja tolmupilves.

Neutrontähtede põrkeid on vaadeldud kasutades gravitatsioonilisi laineid. See, et sellel puhul võib tekkida palju r-protsessi elemente, on leidnud kinnitust ka põrgete järelhelendusi uurides. Tänu HD 222925-le ja teistele sellesarnastele tähtedele saame me nüüd tundma õppida selliste katastroofide poolt välja heidetud gaaside keemilist koostist. Kas või selleks, et lõplikult paika naelutada vastus küsimusele: kustkohast on alguse saanud maailma kullavarud?

* * *

Ultranõrkade kääbusgalaktikate ja nende jäänuste uurimine on võimaldanud saada ettekujutuse galaktikate hierarhilise koostumise üksikasjadest universumi aegade alguses. Nagu teada, on nähtavat ainet suhteliselt vähe võrreldes eestlastele hästi tuntud tumeainega. Selleks et tekiks uus tähtede rühm, peab kõigepealt eristuma tihedama tumeaine saareke (nn halo) ja alles selle sees võivad tekkida tähed ja nende kooslused nagu kirsid tordil. Ultraväikeste galaktikate ja nende jääkide uurimine on võimaldanud välja uurida, milline oli tumeaine „krobelisus“ kõige alguses ja kuidas olid jaotatud väiksemad halod suuruse järgi. See teadmine on aga väga oluline galaktikate evolutsiooni uurimisel.

* * *

Gaia mõõtmised võimaldasid eris­tada ka Linnutee poolt ära söödud suhteliselt suure galaktika jäänused. See tähevoolude rühm sai pika nime: Gaia-Sausage-Enceladus. Selles asuvate tähtede ribakoodide uurimine võimaldas määrata ka naabergalaktika „ärasöömise“ aja. See toimus umbes 10 miljardit aastat tagasi.

* * *

Kokkuvõttes võib öelda, et päikesest kergemad väga vanad tähed on oma liikumise iseloomu ja ribakoodide abil toonud meieni palju huvitavat universumi varajase nooruse kohta.

Arheoastronoomia

Seni on meie jutus arheoloogiat kasutatud metafoorina. Kõige tihedamini seotakse siiski astronoomiat areheoloogiaga nn arheoastronoomia kontekstis. See teadusharu on pigem arheoloogia osa ja on selle lehe lugejatele ilmselt hästi tuntud. Egiptuse ja Ameerika püramiidide, Inglismaa megaliitide jms uurimisel on alati huvi pakkunud nende asendi sidumine taevaste sündmustega. Pikemalt sellesse teemasse laskumata on huvitav rääkida ühest arheoastronoomia teemast, millega tegeleb Tallinna tehnikaülikooli teadlane ja minu endine kolleeg Vladislav-Veniamin Pustõnski.

Ameeriklaste Apollo projekti raames külastasid inimesed aastatel 1969–1972 kuuel korral Kuud. Selle tulemusel on Kuul ka kuus areaali, kus on hulk kosmoselaevade osi, saapajälgi, kuukulguri radu, mahajäetud varustust, Ameerika Ühendriikide lippe jms. Hinnatakse, et Kuu pinnal on juba praegu 150–200 tonni inimeste ja robotseadmete kohale toimetatud kraami. Kuna Kuul ei puhu tuuled ega saja vihma, siis kõik see on seniajani ilusasti nähtav ja jääb nähtavale veel pikaks ajaks. Ainsaks ohuks on inimesed ise. Kuna juba praegu räägitakse turistide saatmisest Kuule, siis ei ole raske ette kujutada, kuhu nende tee esimesena viiks. Et kaitsta Kuul ja teistel planeetidel asuvaid „museaale“, on NASA (2011) ja ka Ameerika Kongress (2020) alustanud vastavasisuliste õigusaktide loomist.¹

Peale Kuul asuvate arheoloogiliselt oluliste objektide on Apollo missioonidest järele jäänud ka suured kogused foto- ja videomaterjali. Vladislav-Veniamin tegelebki just andmekaevega nendes arhiivides.

Viimase kümne aasta jooksul on ta kasutanud fotogramm-meetrilisi meetodeid pool sajandit tagasi Kuul aset leidnud sündmuste täpseks kolmedimensiooniliseks kujutamiseks. Selleks otsib ta Kuul tehtud piltidelt silmapaistvaid liikumatuid objekte – kühme, kivisid, kosmoselaevade liikumatuid detaile jms. Kui sellised objektid on nähtavad mitmel, erinevast kohast tehtud, fotol, siis on matemaatiliste meetoditega võimalik taastada punktide täpne asukoht ruumis.

Pustõnski kasutatud meetodid on andnud võimaluse lahendada üks huvitav probleem. Kui vaadata Kuul tehtud originaalfotosid, siis paistab silma see, et taevas on alati süsimust. Pildile ei jäädvustunud tähed lihtsal põhjusel – astronautidel kaasas olnud Hassel­bladi kaamerate ekspositsioon oli seatud heledamate objektide jäädvustamiseks. Kuul atmosfääri ei ole ja seega on seal väga palju valgust, selle tõttu jäid tähed alavalgustatuks. Ka astronaudid nägid tähti vaid väga erilistel tingimustel, kui üldse. Tavaliselt ei võimaldanud ere esiplaan eristada foonil olevaid nõrku tähti.

Arvesse võttes piltidel olevate olukordade täpselt välja arvutatud ruumilist geomeetriat ja ajamääranguid osutus siiski võimalikuks kinni naelutada nähtava taevaosa asukoht taevakaardil.²

Sellisel uurimistööl on palju rakendusi, näiteks virtuaalse planetaariumi loomine Kuu fotode põhjal või objektide liikumise demonstreerimine Kuu gravitatsioonis hariduslikel eesmärkidel. Ka situatsioonides, kus ajaloolist filmi püütakse teha võimalikult täpselt, võib plekist taevalaotuse mudeli asemel³ kasutada tunduvalt täpsemaid meetodeid.

Futuristlik astronoomiline arheoloogia

Oma koduplaneedilt on inimene juba väljaspool käinud. Esialgu küll ainult Kuu pinnal, varsti aga jõuab ta ka Marsile. Eeldused selleks on loonud inimkonna jõudmine tehniliselt arenenud tsivilisatsiooni tasemele. Areng on toimunud kiiresti, vähem kui kahe sajandi jooksul on hobused ja härjad asendatud autode ja kosmoselaevadega. Kui areng jätkub sama kiirusega, siis suhteliselt lühikese aja (kosmoloogilises mõõtmes) jooksul levib tsivilisatsioon teistele planeetidele ja sealt edasi.

Juhul kui me pole ainukesed või esimesed maailmaruumis, siis võib arvata, et mõned teised tsivilisatsioonid on meist mõnevõrra ette jõudnud. Aga nagu teada, kuulda pole neist olnud midagi, rääkimata nägemisest. See olukord (tuntud Suure Vaikuse või siis Fermi paradoksi nime all) on pannud kukalt kratsima nii mõnegi isemõtleja.

Paradoksaalset olukorda püütakse seletada mitmel moel ja tihti räägitakse siis nn Suurtest Filtritest. Noa laevast me alustasime, nüüd oleme aga jõudnud teiste filtriteni. Arvatakse, et universumis laialt levinud tsiviliseeritud elu ei ole sellepärast, et:

• Elu võimaldavaid planeete on liiga vähe.

• Ennast taastootvate mehhanismide tekkimise tõenäosus on väga väike.

• Keerukamate rakutüüpide (eukarüootide) tekkimine Maal oli suur lotovõit.

• Seks on nutikas looduse trikk, mida leiutatakse väga harva.

• Rakkude koostöö (mitmerakulises organismis) ei teki lihtsalt.

• Tööriistad, tehnoloogia ja multi­planetaarne võimekus on raske tekkima.

Kõige hilisem jutuks tulnud Suur Filter⁴ on aga seotud tehistaibuga. Kui inimesest targem tehnoloogia viib oma eksponentsiaalselt kiire arenguga olulise ebastabiilsuseni ja selle kaudu katastroofini, siis ongi arenenud tsivilisatsioonide eluaeg ainult paarsada aastat. Isegi kui selliseid on olnud mitu, siis nende üheaegse eksisteerimise tõenäosus kosmilise aja mastaabis on tühine.

Siit jõuame veel ühe, juba alustatud astronoomilis-arheoloogilise programmi juurde. Seni on astronoomia üheks tähtsamaks teemaks olnud eksoplaneetidelt elu ja tehnilise arengu tunnuste otsimine. Millised on aga vaatlusvõimalused hävinud tsivilisatsioonide otsimiseks?⁵ Kui palju jälgi jätavad planeetide atmosfääri ja pinnale tuumakatastroofid, biorelvi kasutanud sõjad, kasutamatuseni reostatud maa, vesi ja õhk, kliimakatastroofid jne? Kas on vaadeldavad filosoof Nick Bostromi⁶ välja pakutud tehistaibu poolt (valesti) juhitud paberiklambrite tehaste toodetud klambrimäed?

Futuristliku astronoomilise arheoloogia põhiküsimus on iseenesest väga lihtne: kas Suur Filter on juba rakendunud ja me oleme ainukesed õnnelikud Noa järeltulijad, kes läbi pääsesid, või on ta alles rakendumas.⁷ Viimasel juhul on väga vähe aega vastuse leidmiseks.

1 One Small Step to Protect Human Heritage in Space Act. USA Public Law No: 116-275 31. XII 2020.

2 Vladislav-Veniamin Pustynski, Augmented Reality Based on Apollo Lunar Imagery: Searching for Stars and Adding Virtual Objects. – PRESENCE: Virtual and Augmented Reality 2022, 31.

3 Jaan Pelt, Uued augud plekist taevas ehk kosmilised korduslinastused. – Sirp 19. VIII 2022.

4 Michael A. Garrett, Is Artificial Intelligence the great filter that makes advanced technical civilisations rare in the universe? – Acta Astronautica, Volume 2024, 219.

5 Adam Stevens, Duncan Forgan, O’Malley James, Observational signatures of self-destructive civilizations. – International Journal of Astrobiology 2016, 15 (4).

6 Nick Bostrom, Superintelligence: Paths, Dangers, Strategies. Oxford University Press 2014.

7 Jacob Haqq-Misra, Ravi Kumar Kopparapu and Edward Schwieterman, Observational Constraints on the Great Filter. – Astrobiology 2020, 20(5).