Kui öösel taevasse vaadata, võib tunduda, et meie kohal avaneb lõputu must tühjus. Ent teadus näitab, et kosmos pole ühtlane must ruum ning tõeline pimedus on palju keerulisem nähtus, kui esialgu paistab. Kas Päikesesüsteemis leidub piirkondi, kus valgust on peaaegu olematult? Või peitub suurim mustendus hoopis kaugetes universumi äärealades? Nendele küsimustele vastavad teadlased erinevalt, sest pimedus kosmoses ei ole ei lihtne ega üheselt määratletav nähtus.
Tumedus, mis pole päriselt must: miks kosmos helendab ka ilma tähtedeta
Maalt vaadates tundub, et tähtede vahel laiub täiesti must taust. Astronoomid rõhutavad aga, et täiesti valgustamata ruum on universumis haruldane. Tähtede ja galaktikate vahel hõljuvad tohutud tolmupilved, mis hajutavad valgust lakkamatult. Isegi seal, kus tähti silmaga ei näe, tekitavad kosmilised tolmuosakesed nõrga helenduse, justkui vaevumärgatava valgusloori.
Universumi üldine taust ei ole seega sugugi sügavmust – see on õrnalt hele, kergelt kollaka tooniga. Teadlased on sellele isegi nime andnud: „kosmiline latte“.
Pimeduse määratlus sõltub ka sellest, mida me valguseks peame. Meile nähtav valgus on vaid väike osa elektromagnetilisest spektrist. Kosmos on pidevalt täidetud gammakiirguse, ultraviolettkiirguse ja teiste lainepikkustega, mis on inimsilmale nähtamatud, kuid „valgustavad“ pea kogu ruumi. Kui pimedust hinnata kogu elektromagnetilise spektri põhjal, näiks universum palju heledam, kui meie silmad suudavad tajuda.
Päikesesüsteemi kõige tumedamad nurgad: kui aine neelab peaaegu kogu valguse
Kui vaadelda ainult nähtavat valgust, leidub kosmoses tõesti paiku, kus valgus vaevu peegeldub. Üks olulisemaid pimeduse määrajaid on albeedo – pinna võime valgust tagasi peegeldada. Näiteks peegel omab väga kõrget albeedot, samas kui süsi peegeldab vaid mõne protsendi sellele langevast valgusest. Mõned taevakehad on aga veelgi tumedamad.
Üheks kõige tumedamaks objektiks Päikesesüsteemis peetakse Borelly komeedi tuuma. See vaid umbes 8 kilomeetrit pikk taevakeha peegeldab vähem kui 3 protsenti talle langevast Päikese valgusest. Niivõrd madal albeedo tuvastati juba 2001. aastal tehtud fotodel. Sellise mustenduse tekitab jää ja tolmu segu, mis neelab valgust selle asemel, et seda tagasi peegeldada.
Veelgi tumedam objekt on leitud meie süsteemist väljaspool – eksooplanet TrES‑2 b. Selle naatriumiauru ja titaanoksiidi ühenditerikas atmosfäär neelab üle 99 protsendi kogu langevast valgusest. Võrdluseks: Maa peegeldab tagasi umbes 30 protsenti Päikese kiirgusest, mistõttu paistab meie planeet selliste taevakehade kõrval lausa silmatorkavalt hele.
Tihti arvatakse, et mustad augud on universumi kõige pimedamad kohad. Tõsi, need ei lase valgusel põgeneda – kõik, mis ületab niinimetatud sündmuste horisondi, ei pääse enam välja. Paradoxaalsel kombel võib aga musta augu sisemuses olla valgust väga palju. See valgus lihtsalt ei ole väljast nähtav, sest ülivõimas gravitatsioon ei luba tal põgeneda.
Varju ja vahemaa loodud pimedus
Mõnikord ei teki pimedus seetõttu, et objekt neelab valgust, vaid hoopis seetõttu, et valgus ei jõua sinna üldse. Eriti ilmekalt on see näha Kuu polaarkraatrites. Mõne kraatri põhja ei ole Päike miljardeid aastaid valgustanud – need alad püsivad igaveses varjus ja on ühed kõige tumedamad pinnavälted meie Päikesesüsteemis.
Sarnast olukorda kohtab ka Pluutol, kus pimedust süvendab lisaks varjule ka planeedi tohutu kauge asend Päikesest. Nõrk valgus ei suuda sügavaid varjualasid valgustada, mistõttu jäävad need praktiliselt mustaks.
Veel drastilisemad näited valguse blokeerimisest on tihedad tolmupilved, mida nimetatakse Bokki globuliteks. Need näivad taevast vaadates nagu tumetäpid või mustad augud, kuigi nende füüsikalised protsessid on tõelistest mustadest aukudest täiesti erinevad. Globulites on tolm nii tihe, et jääb kogu taustal olevate tähtede valgusele ette. Maalt vaadates paistavad need kui pimedad „augu“ laigud taevas.
Üks tuntumaid selliseid piirkondi on Barnard 68, mis asub umbes 500 valgusaasta kaugusel. See meenutab tõesti valgust neelavat kosmilist kotti. Infrapunases lainealas pole ta siiski täiesti must – pikemad lainepikkused suudavad tihedast tolmust paremini läbi tungida ning seal ilmub nähtavale peidetud struktuur.
Kaugeima kosmose kuristikud: pimedus, mida tekitab tohutu kaugus
NASA kosmoseaparaat „New Horizons“, mis on rännanud kaugemale kui ükski varasem inimeste loodud seade, on andnud pildi sellest, kui tume on ruum väljaspool Päikesesüsteemi serva. Neis kaugetes piirkondades on taevas kuni kümme korda tumedam kui Maa läheduses. Põhjuseks ei ole see, et seal puuduksid valgusallikad – pigem asub aparaat väga „kehvas valgusolukorras“, kus tähtede ja galaktikate valgus jõuab temani üksnes imeväikeses koguses.
Sellegipoolest pole ka need sügavused täiesti mustad. Taustal on endiselt näha universumi üldine helendus, mis pärineb kaugetest galaktikatest ja tähtedevahelisest ainest.
Huvitaval kombel asub ka Maa, teadlaste sõnul, justkui Piiroogalakses asuvas suhteliselt „tühjas mullis“ – kosmilises õõnes piirkonnas, kus on vähem tihedat gaasi ja tolmu. See looduslik „bubbel“ laseb meil näha väga kaugele universumisse, sest valgus ei põrku nii tihti takistuste peale. Kui asuksime tolmurikkamas piirkonnas, oleks suurem osa taevast pideva loori taga ning astronoomia oleks tõenäoliselt arenenud palju aeglasemalt.
Pimedus – mitte vastane, vaid aken universumi ajalukku
Universumi kõige süngemate nurkade otsimine ei ole pelgalt uudishimu rahuldamine. Need alad aitavad mõista, kuidas tekivad tähed, kuidas aine kosmoses liigub ja kuidas universum miljardite aastate jooksul areneb. Pimedus paljastab struktuure, mis jääksid ereda valguse taustal varjatuks, ning valguse nappus annab infot väga suurte vahemaade taga toimuvate protsesside kohta.
Universumis ei ole ühte kindlat kohta, mis vääriks üheselt „kõige pimedama paiga“ tiitlit. Mustenduse aste sõltub sellest, millist valguse osa me arvestame, millised füüsikalised protsessid ümbruses toimivad ning kui kaugel objekt asub tähtedest. Iga tume nurgatagune aitab aga lahendada killukese suuremast mõistatusest – milline näeb universum välja siis, kui valgus kaotab võitluse kosmilise kuristiku vastu.
Fotod on illustratiivsed © Canva.
