Auringosta.

Uuden Suomettaren juttu-tupa 43, 1899

(Jatko viime numeroon.)

Palatkaamme nyt Herscheliin. Hänen jättiläisputkessansa näkyvät pilkut selvästi ammottavina reikinä auringon kuoressa. Suuremmassa pilkussa voi muutoin eroittaa kaksi osaa nim. sydämen jo niin kutsutun puolivarjon, tieteellisellä nimellä penumbra. Sydän on aina musta, kun taas puolivarjo harmahtavalla värillänsä muistuttaa suuresti kuohuvan kosken äyrästä, usein myöskin luikertelevia tulipuroja, jotka alkujuoksussaan lähenevät vähitellen toisiansa ja viimein katoavat samaan mustaan suvantoon. Parhaan kuvan pilkuista voimme saada, jos ajattelemme sitä huimaavan myrskyn pyörteeksi. Herschelin mukaan syntyy pilkku siten, että pimeästä auringon keskustasta purkautui tulivirtoja. Tämä tutkija otaksui aurinkoa ympäröivän kolme erilaista kerrosta, joista ulkopuolisinta hän nimitti fotosfeeriksi; tämän ja pimeän kuoren välillä oli sitten kolmas kerros. Fotosfeeri säteilee lämpöä jo valoa ja välikerroksen tehtävänä on suojella varsinaista pintaa sen liian kuumalta hehkunnaita. Pilkkujen selitys käypi nyt vallan huokeaksi; aukko repeääpi sisuskuoreen, jonka kautta tuliset ainekset purkautuvat esiin ja näiden raivatessa itsellensä tietä auringon ylempiin kerroksiin paljastuu samalla tuo välikerros, jonka Herschel otaksui vastakohdaksi fotosfeerille nim. jäätyneemmäksi kerrokseksi. Tämä olisi siis tuo puolivarjo, joka aina ympäröipi auringon pilkkua.

Herschel'in opin nojalla ei mikään meitä estä olettamasta aurinkoa asutuksi taivaan-kappaleeksi. Jäähtynyt kuori, jossa pinta-alaan katsoen verraten harvastaan tapahtuu purkauksia, alati muuttumaton ilmanala, lämpö ja valo, jonka liiallista vaikutusta välikerros ehkäisee - tekevät auringosta eloperäiselle elämälle varsin suotuisan maailman.

Eikä tämä oivallinen tiedemies epäile auringon asukkaita onnellisimmiksi olennoiksi mitä Luojan kädestä on lähtenyt, lausuupa muun muassa: Tokkopa edes kuoleman myrkkykään virtailee auringon asukasten suonissa.

Herschel meni tässä liiallisuuksiin. Oppi auringon asuttavaisuudesta tuli pian kumotuksi; sen kumosi se, joka ulkomuotonsa puolesta näyttää vähäpätöisimmältä, vaan jolla siitä huolimatta on suunnaton merkitys tähtitieteen historiassa. Tämä ase on muudan kolmi-särmiön muotoon hiottu kiikas lasikappale, jolla voimme tutkia valon ominaisuuksia.

Jos pimeään huoneesen laskemme auringon valoa pienen reijiin kautta, jonka kohdalle olemme asettaneet tuollaisen lasisärmiön eli prisman, niin syntyy heti huoneen seinälle värikuva, joka on aivan samannäköinen, värit samanlaisessa järjestyksessä kuin sateenkaaressakin. Jo ensi silmäyksellä selvenee tässä meille, että auringon valo ei alkuperäisin ole valkeata,vaan että se on sekoitus useammasta, oikeastaan lukemattomista eri väreistä, jotka tässä kuvassa ovat asettuneet rinnatusten jo aivan huomaamatta sulautuvat toinen toisiinsa. Erotamme selvästi päävärit: punaisen, tulipunaisen, keltaisen, viheriän, sinisen, indigo-sinisen jo sinipunervan; useampia emme voi nähdä.

Uudempi tutkimus tietää kuitenkin, että löytyy värejä vielä ulkopuolella tämän äärimmäisen sinipunervavärin. Mistä syystä sitten emme voi nähdä useampia kuin nämät seitsemän? Valo on samoinkuin äänikin, joka korvaamme sattuu, värinää, aaltoliikettä; ääni, joka väräjää hitaammin kuin 32 kertaa sekunnissa, ei tapaa korvomme kuulohermoja, samoin sellainen,
jonka värähdysten luku on suurempi kuin 360,000 kertaa sekunnissa. Niinikään on valon laita.

Rautakanki, joka rupeaa hehkumaan punaiselta, väräjää 450 billioonaa kertaa sekunnissa; sellaisen valoaallon pituus on 1/15,000 centim. Taas valo, joka väräjää nopeommin kuin 700 billioonaa kertoa sekunnissa, ei voi synnyttää valon tunnetta näköhermossamme. Tiede todistaa kuitenkin, että on olemassa viimeksi mainittua valoa tahi niinkuin sitä kutsutaan äärimmäisiä sinipunervia säteitä, joidenka vaikusta vaan herkkä valokuvauslevy tuntee. Luonnossa löytyy siis näkymätöntäkin valoa. Äskettäin on, kuten useimmat meistä tietävät, professori Röntgen paljastanut uuden lajin valoa,
jota hän nimittää "X säteiksi" joilla näyttää olevan sellainen ominaisuus, että kulkevat sekä elollisten että elottomain aineiden lävitse.

Mutta ei ainoastansa auringon valo muodosta tällaista kuvaa kulkiessaan prisman lävitse, kynttilän, kaasuliekin, sulatetun metallin, heijastettu valo (niinkuin kuun jokiertotähden) antaa, pieniä poikkeuksia lukuunottamatta, samallaisen spektrumin. Kaukaisista kiintotähdistä, pyrstötähdistä ja himmeistä usvapilkuista lähtevä valo taittuu niinikään prismassa, vaikka niiden spektri muodostuukin toisenlaiseksikuin auringon.

Sateenkaaressa ja taivaanrannan ruskossa ovat valontoittajino ilmassa löytyvät vesikaasuhiukkaset.

Prismalasi sellaisenaan ei kuitenkaan riitä meille selittämään muuta kuin mitä värejä auringon spektri sisältää. Vasta yhdistettynä koneesen, joka suurentaa spektrikuvon, näyttää se meille varsinaisen hyötynsä. Konetta, jolla tutkitaan spektriä, kutsutaan spektroskoopiksi. Baijerilainen Frauenhofer rupesi v. 1815 huolellisesti tutkimaan auringon spektriä. Asetellessansa prismalasia eri asentoihin huomasi hän, että spektrissä näkyi hienoja mustia viivoja, jotka poikkiteloin leikkasivat sekä noita heleämpiä että tummempia paikkoja siinä. Hän merkitsi kahdeksan tällaista viivaa, ensimäisen punaisen värin alkupuolella, toisen saman koskipaikoilla, kolmannen ja neljännen tulipunaisen alkupäässä ja lopulla, viidennen viheriässä, kuudennen sinisessä, seitsemännen indigo-sinisessä ja kahdeksannen sinipunervan värin loppupäässä. Nämät nyt ovat huomattavimmat viivat auringon spektrissä. Tarkemmin tutkiessa tätä spektriä näkee, että siinä on useampiakin viivoja kuin nämät mainitsemamme kahdeksan, sanoisimmepa auringon spektri on täynnänsä tällaisia sekä paksumpia että aivan hienoja poikittaisia viivoja, jotka paikoin ovat harvemmassa, paikoin taas ovat ryhmittyneet tiheämpään. Frauenhofer luki 600 viivaa; Brewster myöhemmin 2000 ja nykyisin lasketaan niitä löytyvän yli viiden tuhannen. Niin hienoja ja tuskin näkyviä kun useimmat niistä ovatkin, on niillä kaikilla aina samat määrätyt paikkansa spektrissä.

Pian kävi selville mitä nämät viivat oikeastaan olivat. Jos laskemme palavasta kaasusta, kynttilästä, tahi sulatetusta metallista säteilevää valoa spektroskooppiin, niin muodostuu myöskin spektri, vaon eroaa tämä keinotekoinen auringon spektristä värien lukumäärän ja jaon suhteen, kuin myös, mikä on vielä tärkeämpää, kullakin liekillä on tosin mustat viivansa kuten auringon spektrissäkin, vaan ovat nämät viivat sekä harvalukuisemmat että eri spektreissä eri tavalla järjestyneet s. o. jokaisen aineen spektrillä on aina omat muuttumattomat viivansa.

Ettei selityksemme spektroskopiasta venyisi liian pitkäksi, mainitkaamme tässä vaan, että eräiden metallikaasujen säteet, kulkiessaan toisten hehkuvain kaasujen lävitse, sammuvat edellisestä valosta ne säteet, jotko värinsä puolesta ovat yhteisiä kummallekin kaasulle. Jos esim. laskemme n. k. Drummondin kalkkiliekin säteitä hehkuvan natriumiliekin lävitse ja katselemme millainen spektri tästä yhteensulamisesta muodostuu, niin emme enää näe viimemainitun keltaista viivaa, vaan leveämmän mustan juovan sillä paikalla, missä keltaisen juovan olisi pitänyt löytymän.

Spektraali analyysin säännöt ovot lyhykäisyydessä seuraavat:

1. Kiinteät jo juoksevassa tilassa olevat kappaleet synnyttävät hehkuessaan yhtäjaksoisen spektrin, s. o. värinauhan, jossa ei ole poikittaisia mustia viivoja.

2. Kaasumaiset aineet synnyttävät katkonaisen spektrin s. o. sellaisen, jossa ei ole varsinaista pohjaväriä, vaan sen sijaan loistavia viivoja, useasti myöskin leveämpiä valovöitä.

3. Jos valo kiinteästä tahi juoksevasta kappaleesta kulkee hehkuvan kaasun läpitse, sammuttaa viimeinmainittu seinä ne säteet, joita se itse säteilee. Näin syntyy spektri, jossa poikittaisin näkyy mustia viivoja sillä paikalla, missä kaasun valoisat viivat pitäisi löytymän.

Näihin perustuen päätämme nyt, että himmeämmät viivat auringon spektrissä todistavat että aurinkoa ympäröi hehkuva kaasumainen ilmakehä, jo että tässä ilmakehässä on aineita, joista jokaisen tuntee viivastansa ja asemastansa spektrissä.

Jos nyt tämä selitys pitää paikkansa, täytyy sen osan auringon ilmakehästä, joka luopi nämät himmeät viivat spektriin, synnyttää valoisaviivaisen spektrin, jos voisimme erittää sen valon varsinaisen auringon pinnan valosta. Tällainen tilaisuus sottuu täydellisessä auringon pimennyksessä. Koska tuo sammuttava kerros ei ole varsin korkea, noin 1000 kilometriä, kestää vain hetkinen, pari kolme sekuntia, jolloin voidaan nähdä spektriä valoisana. Professori Young Amerikassa oli ensimmäinen, joka  huomasi tämän seikan kokonaispimennyksessä v. 1870 Sisiliassa.

Ihmeellinen ase on tosiaankin tuo vähäpätöinen lasisarmiö tiedemiehen kädessä. Sen välityksellä tunkee hän ei ainoastansa auringon, vaan kaukaisten kiintotähtienkin salaisuuksiin. Hämärät sumukot äärettömyyden taustalla, pimeässä avaruudessa uiskeutelevot pyrstötähdet, tyynivaloisat kiertotähdet avaavattämän koneen avulla meille salaituutensa. Auringon spektrissä tunnemme monta sellaista viivaa, joilla on vastaavat paikkansa maapallomme aineiden spektreissä. Niinpä löytyy siiuä 460 hehkuvan rautakaasun  linjaa, 188 titaanin, 75 kalsiumin, 57 mangaanin, 33 nikkelin j. n. e. niin että nykyisin tiedämme auringon ilmakehässä hehkuvan aineita sellaisia kuin raudan, titaanin, kalsiumin, manganin, nikkelin, kobolttin, kromin, natriumin, bariumin, magnesiumin ja mahdollisesti myöskin kuparin; sitä vastoin ei vielä tähän asti tunneta kultaa, hopeata, platinaa, elohopeata, anttimoonia ja arseniikkia auringossa. Vetykaasua näkyy auringon ilmakehä runsaasti sisältävän; happea arvattavasti, vaikka se linja, joko spektrissä näkyykin hyvin, voi olla maapallomme ilmakehässä löytyvän hapen muodostama.

Spektroali-analyyssi todistaa siis vallan selvästi, että aurinko on taivaankappale, jossa lämpö määrä on niin korkea, että kovimpienkin aineiden täytyy sen vaikutuksesta pysyä joko pelkässä kaasun tahi mahdollisesti sulassa tilassa. Niinpä  Herschellin oppi auringon asuttavaisuudesta kumoutuu tässä.

(Jatk.)