helmikuu 2018

Video: Nyt on hyvä aika tehdä jäätyneitä saippuakuplia!

Pakkasesta kannattaa nauttia! Voit tehdä vaikkapa jäätyneitä saippuakuplia.

 

Saippuakuplat ovat kivoja aina, mutta erityisen hauskoja todella kylmällä. Kuplat nimittäin jäätyvät nopeasti ja niiden pinnalla – ainakin vähän aikaa – näkyy upeita kiteitä.

Miten niitä voi tehdä? Yksinkertaisesti!

Tee ensin hyvää kuplantekovettä vaikkapa tällä reseptillä:

2 dl vettä
5 tl astianpesuainetta
1 tl sokeria
hieman hunajaa (tai tapettiliisteriä)

Jos nesteen haluaa tehdä oikein kunnolla, kannattaa vettä ensin lämmittää niin, että sokeri ja hunaja sulavat. Sitten lisätään astianpesuaine. Koska neste on vielä lämmitä, pitää odottaa kunnes se on viileää – mieluiten yön yli.

Puhalla sen jälkeen ulkona pakkasessa mahdollisimman suuria kuplia ja odota hetki, kun ne jäätyvät. Jäätyminen kannattaa kuvata kännykällä hyvässä valossa (ja postata vaikka Tiedetuubin Facebook-sivulla!).

Kun kupla on jäätynyt, siihen voi tehdä reikiä tai ottaa käteen, jolloin tunne on hauska, kun se sulaa saman tien käden lämmössä.

Sano PEBF! Se on pieni askel ihmiskunnalle, mutta suuri harppaus biomassamuoville

Ke, 02/28/2018 - 20:54 Toimitus
Biomassasta muovia (kuvituskuva)

Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä on kehitetty uusi synteettinen biopolymeeri, jonka tutkijat ovat nimenneet lyhenteellä PEBF. Polymeeriä voidaan valmistaa biomassapohjaisista raaka-aineista siten, että materiaalin sisältämä hiili on kokonaisuudessaan biomassaperäistä.

Muovia on nykyisin joka puolella ja siitä on tulossa (ja on jo tullut) varsinainen kiusaus. Sääli vain, että samalla se on erittäin hyvä ja käyttökelpoinen materiaali.

Tosin muoveja on monenlaisia, ja etenkin uudenlaiset biomuovit ovat erittäin kiinnostavia, koska ne tehdään ei-fossiilisesta biomassasta. Sen ansiosta niiden raaka-aine on peräisin uusiutuvista lähteistä ja se maatuu verrattain nopeasti.

Sitä ei siis päädy vuosituhansiksi ekosysteemiin, kuten perinteinen muovi.

Uuden oululaisen muovilaadun monomeeri valmistetaan käyttäen apuna Pd-katalysoitua suorakytkentämenetelmää, jonka avulla saadaan valmistettua ns. bisfuraanirakenne.

Tutkijat vertasivat uuden synteettisen biomuovin ominaisuuksia pakkausmateriaaleista tuttuun PET-muoviin. Uuden PEBF-muovin havaittiin pitkälti muistuttavan sekä mekaanisilta että termisiltä ominaisuuksiltaan PET-muovia.

PET, eli polyetyleenitereftalaatti on eritoten pakkausteollisuudessa käytetty muovi, mutta esimerkiksi fleece-kankaat kudotaan PET-kuiduista. Sitä voidaankin tehdä muun muassa kierrätetystä virvoitusjuomapullojätteestä – tai tulevaisuudessa kenties PEBF-muovista.

Itse asiassa syitä PET:in korvaamiseksi PEBF:llä on ekologisuuden lisäksi muitenkin : uuden muovin barriääri- eli läpäisyn esto-ominaisuudet osoittautuivat huomattavasti PET:iä paremmiksi. Esimerkiksi happikaasua ja vesihöyryä kulkeutui kaksinkertainen määrä PET-muovista valmistetun kalvon läpi verrattuna uudesta PEBF-muovista valmistettuun kalvoon.

Lisäksi tutkijat havaitsivat, että polymeerirakenteen sisältämä bisfuraanirakenne estää tehokkaasti UV-säteilyn kulkeutumisen materiaalista valmistetun kalvon läpi.

PET-muoviin on näet lisättävä erillisiä UV-suoja-aineita, jos materiaalista halutaan valmistaa UV-suodattava filmi.

Tutkijat arvioivatkin, että ensi vaiheessa uudelle synteettiselle biomuoville voi löytyä käyttökohteita korkean teknologian sovelluksissa, joissa tarvitaan kehittyneitä materiaalin suojaominaisuuksia.

Tutkimustulokset julkaistiin Macromolecules-lehden artikkelissa UV-Blocking Synthetic Biopolymer from Biomass-Based Bifuran Diester and Ethylene Glycol.

Video: Jättimäinen Stratolaunch-lentokone kävi ulkoilemassa – historiallinen ensilento lähestyy

Siipien kärkivälin mukaan mitattuna tuleva satelliittien laukaisuun tarkoitettu Stratolaunch-lentokone teki viikonloppuna rullaustestejä. Ilmaan ensilennolle nousemista edeltää vielä koko joukko muita testejä.


Kahdesta Jumbo-Jetistä kokoon harsittu, kokonaan uusilla runko-osilla ryyditetty jättimäinen Stratolaunch on kuusimoottorinen lentokone, jonka avulla tullaan laukaisemaan satelliitteja avaruuteen.

Sen kahden rungon väliin ripustetaan raketti, jonka lentokone kuljettaa noin 15 kilometrin korkeuteen ja pudottaa siellä vapaaseen lentoon. Raketti käynnistyy ja syöksyy kohti avaruutta. Näin matalalle kiertoradalle saataisiin laukaistua hyvin kustannustehokkaasti jopa hieman yli kuusi tonnia massaltaan olevia satelliitteja.

Jos kaikki käy suunnitellusti, kone tekee ensilentonsa varsin pian, ja ensimmäiset raketit laukaistaan matkaan ensi vuonna.

Hankkeen takana on kaksi tuttavaa, SpaceShip1:n ja sen kuljetuskoneen suunnitellut Burt Rutan ja ne rahoittanut Paul Allen. He siis uudelleenkäyttävät samaa ajatusta, mutta vain paljon suuremmassa mittakaavassa – ja pelkkien hyppäyslentojen sijaan kiertoradalle lentämiseen.

Stratolaunch-lentokoneen siipien kärkiväli on 117 metriä ja sen suurin lentoonlähtömassa on yli 540 000 kg. Se voi kuljettaa noin 230 tonnia massaltaan oleva kuorman, eli yleensä juuri satelliittia laukaisevan raketin. On kuitenkin hyvin todennäköistä, että tällaista konetta tullaan käyttämään myös muiden kummallisten lastien lennättämiseen.

Nyt sunnuntaina ja maanantaina tehdyt rullaustestit ovat tärkeä osa koelento-ohjelmassa, sillä ennen varsinaista lentämistä pitää testata lentokoneen käyttäytyminen maassa. Näissä ensimmäisessä kokeissa rullattiin vain noin 65 km/h, mutta seuraavissa rullauskokeissa mennään aina lentoonlähtönopeuden tuntumaan. Sitten testataan jarruttamista hätätilanteissa, ja vasta sitten – monien muiden vaatimattomampien kokeiden jälkeen – tapahtuu ensilento.

Jos mitään yllättävää ei tapahdu, niin kaksirunkoinen jättikone nousee siivilleen vielä ennen kesää.

Video: Stratolaunch

Video: Tämä kello toimii ilman huoltoa 10 000 vuotta

Taas yksi hullu hanke, joka kaikessa kummallisuudessaan on hyvin kiinnostava: kello, jonka suunnitellaan toimivan ainakin 10 000 vuotta.

 

Ajatuksen tuhansia vuosia toimivasta, täysin mekaanisesta kellosta on peräisin Danny Hillis -nimiseltä keksijältä, joka tunnetaan kenties parhaiten Thinking Machines -supertietokoneyhtiön perustajana.

Kenties pian hänet tosin tunnetaan parhaiten tästä viimeisimmästä tempauksestaan, kellon rakentamisesta.

Hän perusti muutamien muiden kanssa The Long Now -säätiön, jonka tärkein hanke on rakentaa kello, joka kestäisi 10 000 vuoden ajan ilman huoltoa ihan itsekseen tikittämässä.

10 000 vuotta valittiin tavoiteajaksi, koska se on tarpeeksi pitkä aika, jotta ilmaston muutokset ja ihmiskunnan kehittyminen (tai taantuminen) olisivat tehneet maapallosta aivan toisenlaisen paikan.

Kellosta tehtiin prototyyppi, joka valmistui vuonna 1999. Nyt tuo kello on esillä Lontoon tiedemuseon Making of the Modern World -osastolla.

Kellon prototyyppi

Varsinainen, täysikokoinen kello on nyt valmistumassa läntisessä Teksasissa sijaitsevassa vuoressa olevaan luolaan. Toista kelloa haaveillaan sijoitettavaksi Nevadaan.

Kellossa on 316 ruostumattomasta teräksestä, titaanista ja keraamista tehtyä osaa, ja voimansa se saa Auringon valosta. Aikarauta on suunniteltu lyömään ensimmäisen kerran 10 000 vuoden kuluttua kellon käynnistämisestä.

Voi kysyä, mitä kellolle tapahtuu, jos valoa ei tule riittävästi, mutta todennäköisesti sekin on otettu huomioon...tai sitten on vain pieni, hankala kysymys.

Joka tapauksessa hanke on hauska ja yllä oleva video kertoo siitä enemmän.

Nyt tiedetään, miksi kuolleet ankylosaurukset ovat maha ylöspäin – laksoosi-intolerantit voivat aavistaa syyn

Ti, 02/27/2018 - 17:21 Jari Mäkinen
Ankylosaurus. Piirros:  Julius Csotonyi

Anylosauruksia on löydetty varsin paljon maha ylöspäin, mikä on herättänyt ihmetystä. Kanadalaistutkijat ovat nyt simuloineet asiaa ja löytäneet selityksen: paisutus ja kelluminen eivät ole hyvä yhdistelmä.

Ankylosaurus oli liitukaudella elänyt dinosaurus, joka on monille tuttu Jurassic Park -elokuvasta tai Matkalla dinosaurusten kanssa -TV-sarjasta. Se oli varsin suuri, kenties jopa 10,7 metriä pitkä, 1,2 metriä korkea ja 1,8 metriä leveä dino, jonka massa saattoi olla neljäkin tonnia.

Huomattavaa tässä hirmuliskossa oli myös sen paksu panssarikuori: se saattoi olla paksuimmillaan jopa 35 senttimetriä. Sen hännän päässä ollut luunuija saattoi olla jopa 45 cm leveä – siis varsin hurja tappamisväline.

Ruokavalioltaan ankylosaurus oli kasvinsyöjä, ja etenkin myöhäisellä liitukaudella Pohjois-Amerikan länsiosissa, missä oli subtrooppinen, lämmin ja kostea ilmasto, ne uiskentelivat varsin paljon ruokaa etsiessään. Ja kenties myös hyvikseen.

Vaikka ankylosaurusten fossiileja on löydetty muualtakin, on varsin moni Amerikasta tai Kanadasta löytynyt fossiili ollut "väärinpäin", siis maha ylöspäin. Tämä on herättänyt kovasti ihmetystä.

Nyt Kuninkaallisen Tyrrellin paleontologian museon tutkija Donald Henderson, Kanadan luonnonhistoriallisen museon Jordan Mallon ja Valdosan yliopiston Colleen McDonough sekä W.J. Loughry ovat keksineet syyn maha-ylöspäin-kuolemiin.

Tuoreessa artikkelissaan he ovat laskeneet kuolleiden ankylosaurusten massakeskipistettä. Paksu panssari tekee vedessä kelluvista dinoista varsin epästabiileita, koska yläpuolella on varsin paljon massaa. 

Kun kuollut raato alkaa mädäntyä, se saattaa alkaa paisua sisällä kehittyvien kaasujen vuoksi. Aina silloin tällöin samanlaista paisumista havaitaan rantaan ajautuneissa valaissa, jotka saattavat jopa räjähtää (huom: kuolleiden valaiden lähelle ei kannata mennä!).

Jokainen laktoosi-intoleranttikin tietää, miltä tuntuu silloin, kun kaasua alkaa kehittyä. Vaikka raadoissa kaasun kehittyminen johtuu eri syystä, on tuloksena vatsan seudun – siis kelluessa alaosan – paisutusta.

Näin on siis käynyt myös vainajoituneille ankylosauruksille, jolloin niiden massakeskipiste on siirtynyt selvästi ylöspäin. Siksi siis esimerkiksi joen kuivalta maalta veteen huuhtomat tai tulvan vuoksi kellumaan nousseet dinot ovat kääntyneet ylösalaisin.

Todistaakseen hypoteesinsa tutkijat simuloivat tietokoneella normaalien ja paisuneiden ankylosaurusten käyttäytymistä, ja tulos oli selvä: kaasumahainen dino on kelluessaan epästabiili, ja kellahtaa siksi helposti ylösalaisin.

Kun se huuhtoutuu näin kuivalle maalle ja vähitellen fossiloituu siihen, on löydös tietysti myös maha ylöspäin.

(Huom: Euoplocephalus oli anodontosauruksen tapaan ankylosauruksen lähisukulainen.)

Kosmisia karkotuspäätöksiä galaktisessa mitassa – Linnunrata lemppaa tähtiä ulos

Ti, 02/27/2018 - 10:04 Markus Hotakainen

Robert Heinlein julkaisi vuonna 1966 tieteisromaanin The Moon Is a Harsh Mistress, joka sittemmin suomennettiin nimellä Kuu on julma. Eipä ole Linnunratakaan erityisen lempeä.

Kotigalaksimme kierteistä kiekkoa ympäröi pallomainen halo, jossa on harvakseltaan tähtiä, kaasua ja pölyä. Max Planckin tähtitiedeinstituutin tutkijat ovat nyt selvittäneet, missä halosta löytyvät tähdet – tai ainakin jotkut niistä – ovat syntyneet.

Halon tähdet muodostavat ryppäitä, jotka kiertävät Linnunradan keskusta. Ne eivät ole kuitenkaan syntyneet siellä, missä ne nykyisin majailevat, vaan galaksin kiekossa. Sittemmin ne ovat saaneet häädön syntysijoiltaan.

Aiemmin arveltiin, että tähtiryhmittymät olisivat jäänteitä pienemmistä seuralaisgalakseista, jotka ovat sulautuneet Linnunrataan. Ilmeisesti tähdet ovat kuitenkin lähtöisin Linnunradasta, mutta kääpiögalakseilla on silti oma roolinsa näytelmässä.

"Kun massiivinen kääpiögalaksi kulkee galaksimme kiekon läpi, se tuuppaa tällaiset ryhmittymät pois Linnunradan tasosta. Ohikulku saa aikaan värähtelyitä, aaltoja, jotka sinkoavat tähtiä joko tason ylä- tai alapuolelle riippuen siitä, mihin suuntaan häiriöitä aiheuttava massa liikkuu", selventää tutkimuksessa mukana ollut Judy Cohen.

Värähtelyiden olemassaolo on ennustettu jo vuosikymmeniä sitten, mutta nyt niistä saatiin toistaiseksi vankin todiste. Oskillaatiot saavat Linnunradan "soimaan" ja samaan tapaan kuin maapallon tapauksessa, kotigalaksimme läpi kulkevista aalloista voidaan tehdä "galaktisen seismologian" keinoin päätelmiä sen rakenteesta.

Maria Bergemannin johtama ryhmä sai nyt ensimmäisen kerran määritettyä yksityiskohtaisesti halotähtien kemiallisen koostumuksen. Linnunradan kiekossa, halossa ja pallomaisissa tähtijoukoissa sekä lähiympäristön kääpiögalakseissa tähtien koostumus on hyvin erilainen.

Tutkijat tarkastelivat 14 tähteä kahdessa eri ryhmittymässä, joilla on nimet Triangulum-Andromeda (Tri-And) ja A13. Ne ovat vastakkaisilla puolilla Linnunrataa noin 14 000 valovuoden etäisyydellä kiekon tasosta.

Tutkijoiden verratessa kahden ryhmittymän kemiallista koostumusta paitsi toisiinsa myös Linnunradan kiekon tähtiin ne osoittautuivat lähes samanlaisiksi. Niinpä halosta löytyneiden tähtien täytyy olla peräisin Linnunradan kiekosta.

Toistaiseksi ei tiedetä, milloin kaukaiset tähdet joutuivat häädetyiksi Linnunradasta. Tutkijoiden tavoitteena on seuraavaksi määrittää näihin kahteen ryhmään kuuluvien tähtien massat ja iät, jolloin saataisiin tietoa myös ajankohdasta, jolloin Linnunrata heitti tähdet kylmästi pihalle.

Tutkimuksesta kerrottiin Keck-observatorion uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: T. Mueller/C. Lporte/NASA/JPL-CALTECH

Suru-uutinen: villihevoset ovat kadonneet

Ti, 02/27/2018 - 07:39 Markus Hotakainen

Eivät villihevoset yhtäkkiä ole hävinneet maailmasta, vaan käsitys przewalskinhevosesta viimeisenä aidosti villinä hevoslajina on ilmeisesti väärä.

Mongolian aroilla laiduntava przewalskinhevonen on saanut kieltäkääntävän nimensä venäläiseltä kenraalilta Nikolai Prževalskilta, joka löysi ne 1880-luvun alussa Gobin autiomaan vuoristoseuduilta. Laji tunnetaan myös aasianvillihevosena ja mongolianvillihevosena.

Geneettisen tutkimuksen perusteella lajin kantamuotona on Kazakstanissa asustaneen botai-kansan noin 5 500 vuotta sitten kesyttämä hevonen. Jos tulos pitää paikkansa, maailmassa ei ole enää ainuttakaan villihevosta. Samalla on selvinnyt, että yleinen käsitys nykyisen kesyhevosen polveutumisesta botai-kansan hevosista on yhtä lailla väärä.

"Se oli iso yllätys", sanoo tutkimukseen osallistunut Sandra Olsen Kansasin yliopistosta. "Kun aloitimme kaivaukset botai-alueilla vuonna 1993, olin varma, että olimme löytäneet varhaisimmat kesyhevoset. Yritimme osoittaa käsityksen oikeaksi, mutta DNA-tutkimusten perusteella botai-kansan hevoset eivät olekaan nykyisen hevosen vaan przewalskinhevosen esivanhempia."

Kaikki nykyisin elävät "villihevoset" ovat siis villiintyneet ihmisen ammoin kesyttämistä hevosista. Tällaisia ovat myös Pohjois-Amerikan mustangit, jotka polveutuvat espanjalaisten aikoinaan uudelle mantereelle tuomista ratsuista.

Kazakstanista löytyneiden hevosenluiden ja -hampaiden avulla tehtyä fylogeneettistä eli polveutumishistoriaa koskevaa tutkimusta täydennettiin eri puolilla Euraasiaa eläneiden hevosten perimästä saaduilla tiedoilla. Lisäksi sitä verrattiin sekä muinaisten että nykyisten hevosten aiemmin julkaistuihin genomeihin. Samalla kun przewalskinhevosen historia selvisi, kesyhevosen alkuperä jäi hämärän peittoon.

Yhtenä todisteena siitä, että botai-kansa todella onnistui kesyttämään hevosen, on entisaikojen asuinsijoilta löytyneiden luiden suuri määrä. Muinainen kansa ei viljellyt maata vaan eli pitkälti hevosenlihan varassa. Tutkijoiden mukaan metsästys olisi pian saanut villien hevosten laumat hupenemaan ja asuinpaikkaa olisi ollut pakko vaihtaa melko tiuhaan. Botai-kansan on kuitenkin todettu pysytelleen pitkään samoilla seuduilla.

Arkeologit ovat myös löytäneet merkkejä hevosaitauksista sekä saviastioista jälkiä maidosta. Nykyisessä Kazakstanissa hevosia lypsetään edelleen ravinne- ja vitamiinipitoisen maidon saamiseksi.

Przewalskinhevosen oletetaan polveutuneen botai-kansalta karanneistä yksilöistä. Sittemmin rotu on villiintynyt ja säilyttänyt villihevosille tyypillisiä piirteitä kuten pystyn harjan ja harmaanruskean värityksen, joka on tuttu luolamaalausten esittämistä hevosista. Ulkoiset ominaisuudet ovatkin yksi syy, miksi tutkijat ovat pitäneet przewalskinhevosta aitona villihevosena.

Laji julistettiin luonnosta kadonneeksi jo vuonna 1969 ja kaikki nykyisin elävät noin 2 000 przewalskinhevosta polveutuvat 15 yksilöstä, jotka otettiin kiinni 1900-luvun alussa.

Fylogeneettisestä tutkimuksesta kerrottiin Kansasin yliopiston verkkosivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Alan Outram

Proxima Centauria kiertävää planeettaa kärventää tappava säteily

Ma, 02/26/2018 - 22:12 Markus Hotakainen

Auringon jälkeen lähin tähti ei ole elämälle kovin suopea. Sen pinnalla tapahtuu valtavia purkauksia, jotka tekevät tähden lähiympäristöstä varsinaisen kuoleman kentän.

Meredith MacGregorin ja Alycia Weinbergerin johtama tutkijaryhmä havaitsi viime vuoden maaliskuussa Proxima Centaurissa tapahtuneen voimakkaan flare-purkauksen. Tähtitieteilijät eivät "nähneet" sitä livenä, vaan löysivät sen ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) aineistosta vasta myöhemmin.

Voimakkaimmillaan Proximan flare päihitti Auringon suurimmat purkaukset kymmenkertaisesti ALMAn havaitsemilla radioaallonpituuksilla. Tähden kirkkaus kasvoi noin kymmenen sekunnin ajaksi tuhatkertaiseksi normaaliin verrattuna.

Suurta purkausta edelsi pienempi flare ja yhteensä niiden kesto oli alle kaksi minuuttia. Onneksi purkaus sattui kymmenen tunnin havaintojaksolle, joka jakautui vuoden 2017 tammi–maaliskuulle.

Tutkijoiden mukaan on todennäköistä, että Proxima b, tähteä kiertävä eksoplaneetta, kylpi hetken aikaa hiukkassäteilyssä, jonka voimakkuus oli 4 000 kertaa suurempi kuin Auringon flare-purkauksista Maahan kohdistuva säteily. Jo entuudestaan tiedettiin, että Proxima Centaurissa tapahtuu purkauksia, mutta näin voimakasta ei ole aiemmin havaittu.

"Proxima b synnystä kuluneiden miljardien vuosien aikana tällaiset flaret olisivat haihduttaneet kaasukehän ja valtameret avaruuteen, ja steriloineet planeetan pinnan. Elinkelpoisuuteen liittyy siis muitakin tekijöitä kuin veden esiintymisen kannalta sopiva etäisyys tähdestä", MacGregor arvioi.

Samasta ALMAn havaintoaineistosta on aiemmin päätelty, että Proxima Centaurin ympärillä olisi planeetan lisäksi ainekiekkoja tai -renkaita, samankaltaisia kuin Aurinkokunnan asteroidi- ja Kuiperin vyöhyke. Tutkimuksen tekijöiden mielestä se viittaisi useampaan tähteä kiertävään planeettaan.

MacGregorin ja Weinbergerin ryhmä tarkasteli aineistoa yksityiskohtaisemmin ja löysi siitä nyt julkaistun lyhytaikaisen, mutta sitäkin voimakkaamman purkauksen.

Weinbergerin mukaan havaintojen perusteella ei ole mitään syytä olettaa, että Proxima Centaurin ympärillä olisi merkittäviä määriä pölyä tai että sillä olisi useampia planeettoja samaan tapaan kuin Auringolla.

Rajusta purkauksesta kerrottiin Carnegie-instituutin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuva: Roberto Molar Candanosa/Carnegie Institution for Science, NASA/SDO, NASA/JPL.

Magneettinen häkki voi estää Auringon purkauksia

Ma, 02/26/2018 - 10:27 Markus Hotakainen

Auringossa kuohuu kaiken aikaa, kun mutkikas magneettikenttä myllertää sähköisesti varautunutta plasmaa. Voimakkaiden flare-purkausten yhteydessä avaruuteen sinkoutuu valtaisia hiukkaspilviä – mutta ei aina.

Solar Dynamics Observatory -luotaimen avulla on nyt päästy jäljille siitä, miksi rajuistakaan räjähdyksistä ei ole aina seurauksena koronan massapurkausta, joka sopivaan suuntaan lähtiessään osuu Maahan ja sen magneettikenttään aiheuttaen esimerkiksi kirkkaita revontulia.

Tahar Amarin johdolla on tutkittu 24. lokakuuta 2014 tapahtunutta flare-purkausta ja sen jälkimaininkeja, jotka eivät yllättäen olleet kovin kummoiset. Tuolloin Auringon pinnalla oli Jupiterin kokoinen, kahden viimeisimmän aktiivisuusjakson laajin pilkkuryhmä.

Siihen liittyi hyvin monimuotoisia magneettikenttiä ja voimakasta aktiivisuutta. Lopulta alueella tapahtui kaikkein rajuimpaan eli X-luokkaan kuuluva flare-purkaus, mutta sitä ei seurannut koronan massapurkaus, vaikka sellainen tuntui ilmeiseltä.

SDO-luotaimen tekemät havainnot tuolloin vallinneista magneettikentistä yhdistettiin malleihin, jotka kuvaavat Auringon kaasukehän ulko-osan eli koronan magneettikenttiä. Näin saatiin mallinnettua magneettikentissä tapahtuneita muutoksia juuri ennen voimakasta flare-purkausta.

Mallin mukaan Auringon pinnalla kiemurrellut ja tiiviiksi kietoutunut magneettinen "köysi", jollaisten tiedetään liittyvän koronan massapurkauksiin, jäi vangiksi sen yläpuolella olevien magneettikentän voimaviivojen muodostamaan "häkkiin".

Magneettinen häkki käytännössä esti koronan massapurkauksen synnyn. Flare-purkausta edeltävien tuntien aikana auringonpilkun pyörimisliike kieputti köysimäistä rakennetta yhä tiukemmaksi, mikä teki siitä hyvin epävakaan ja räjähdysalttiin. Lopulta purkaus tapahtuikin, mutta "köysi" ei päässyt irtautumaan pinnasta, sillä sen energia ei riittänyt "häkin" murtamiseen.

Mallinnuksen avulla tutkijat pystyivät myös päättelemään, että mikäli häkki olisi ollut hiemankin heikompi, flare olisi saanut aikaan voimakkaan koronan massapurkauksen.

"Pystyimme seuraamaan aktiivisen alueen kehitystä, ennnustamaan purkauksen todennäköisyyden ja laskemaan maksimienergian, joka purkauksessa voi vapautua", Amari toteaa.

Mallista toivotaan työkalua, jolla pystytään ennustamaan Auringon purkauksiin liittyviä ilmiöitä ja niiden vaikutuksia Maan läheisyydessä vallitsevaan avaruussäähän.

Tutkimuksesta kerrottiin NASAn uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: Tahar Amari et al./Center for Theoretical Physics/École Polytechnique/NASA Goddard/Joy Ng

Suorana labrasta 9/2018: Miika Vuori on sairaanhoitaja, josta tuli valtiotieteiden tohtori ja tällä viikolla hän kelaa Kelaa Twitterissä

Ma, 02/26/2018 - 10:12 Jari Mäkinen

Suorana labrasta palaa myös hiihtolomalta ja niin tekee myös Miika Vuori. Hän on työssä Kelassa – missä tehdään myös tutkimusta. Millaista? Se selviää tämän viikon kuluessa.

Miika on ensimmäiseltä koulutukseltani sairaanhoitaja AMK ja hän työskenteli noin kymmenen vuoden ajan hoitotyön tehtävissä mm. Helsingin yliopistollisessa keskussairaalassa lasten- ja nuorisopsykiatrian hoito-osastoilla.

"Jossain vaiheessa kiinnostuin sosiaalitieteistä", kertoo Miika ja toteaa vaatimattomasti, että tämä innostus johti siihen, että hän valmistui yhteiskuntatieteiden maisteriksi Tampereen yliopistosta vuonna 2011 (pääaineenaan sosiologia) ja edelleen valtiotieteiden tohtoriksi Turun yliopistosta vuonna 2015.

Nykyisin Miika on työssä Kelassa ja työpaikkana on Alvar Aallon suunnittelema ikoninen Kelan Päätalo.

"Työskentelen erikoistutkijana Kelan tutkimusryhmässä. Vastaan Kelan kehittämän monimuotoisen perhekuntoutuksen seurantatutkimuksesta. Perhekuntoutus on tarkoitettu lapsille, joilla on diagnosoitu esimerkiksi aktiivisuuden ja tarkkaavuuden häiriö, ja heidän perheenjäsenilleen."

Pesti @suoranalabrasta -twiittaajana on myös hyvää harjoitusta Miikalle, sillä hän on ollut Twitterissä vasta nelisen kuukautta. 

"Tästä tulee jännää myös siksi, että tilanne on sikäli uusi ja hieman jännittävä, että keski-ikäisen syntyperältään itäsuomalaisen miehen suusta ei sanat helposti irtoa. No, nyt on oiva tilaisuus oppia uutta."

Miikka lupaa kuitenkin yrittää kertoa kuluvan viikon aikana paitsi omasta työstään, niin myös laajemmin Kelassa tehtävästä tutkimuksesta ja tutkimuksissa käytetyistä Kelan rekisteritiedoista.

Perinteiseen tapaan viestit tulevat tähän alle ja niitä voi tietysti lukea myös Twitterissä seuraamalla @suoranalabrasta -tiliä (tai tällä viikolla @Miika_Vuori -tiliä).

<iframe class="wakeletEmbed" width="100%" height="760" src="https://embed.wakelet.com/wakes/26804e74-3210-403a-8cfc-abb9ccd78779/li…" style="border: none"></iframe><!-- Please only call https://embed-assets.wakelet.com/wakelet-embed.js once per page --><script src="https://embed-assets.wakelet.com/wakelet-embed.js" charset="UTF-8"></script>
 

Otaniemessä grillattiin satelliittia

Su, 02/25/2018 - 23:28 Jari Mäkinen
Suomi 100 -satelliitti menossa "uuniin"

Otaniemessä tehtiin viikonloppuna satelliitin grillaus: Suomi 100 -satelliitti kävi läpi tyhjökuumennuksen, mikä on yksi askel kohti laukaisua.

Suomen satavuotisjuhlasatelliitin lento siirtyi lopulta tämän vuoden puolelle, koska intialaisen PSLV-kantoraketin lennot ovat kovasti myöhässä viime syksynä tapahtuneen epäonnistuneen laukaisun vuoksi.

Niinpä Suomi 100 -satelliittitiimillä on ollut aikaa testata satelliittia uudelleen sekä parannella sitä ja sen ohjelmistoja.

Nyt odotuksen aika alkaa olla viimein ohi, sillä nyt maanantaista alkaen satelliitti on valmis lähtöön koska tahansa.

Tällä haavaa laukaisu on epävirallisen tiedon mukaan suunnitteilla maaliskuun 31. päivään, mutta historia on osoittanut, että päivä siirtyy hyvin todennäköisesti tästä vielä eteenpäin.

Suomalaiset eivät kuitenkaan vie satelliittia suoraan Intiaan, vaan Alankomaissa olevalle laukaisuvälittäjälle; se aloittaa omat toimensa heti, kun intialaiset antavat jokseenkin tarkan arvion laukaisuajankohdasta, ja se saattaa tapahtua nyt koska tahansa.

Niinpä Aalto-yliopistossa oleva satelliittitiimi on aloittanut jälleen laukaisuvalmistelut. Tässä tärkein toimenpide on niin sanottu bake-out, jonka tarkoituksena on kuivata ja puhdistaa satelliitti, jotta sen sisälle mahdollisesti jääneet epäpuhtaudet eivät haittaisi sen ja muiden samalla lennolla kulkevien satelliittien toimintaa.

Avaruudessa kun epäpuhtaudet kaasuuntuisivat ja aiheuttaisivat paitsi mahdollisia häiriöitä satelliitin sisällä, niin myös kaasua tihkuisi ulos satelliitista.

Bake-outissa satelliitti laitetaan kuumaan uuniin. Kyseessä ei kuitenkaan ole leipurin pullauuni, vaan tyhjiökammio, josta pumpataan ilma pois ja jota voidaan lämmittää.

Laukaisunvälittäjä vaatii, että bake-out kestää vähintään 24 tuntia, jonka aikana satelliitti on +50 C lämpötilassa ja ilmanpaine on alle 0,000013 prosenttia ilmakehän normaalipaineesta.

Tyhjiökuumennuksen aikana satelliitista irtosi 0,6 grammaa likaa pinnoilta – eli satelliitti oli onnistuttu pitämään varsin puhtaana!

Satelliitti suojalaatikossa

Satelliitti vietiin temppua varten hyvin suojattuna viime perjantaina VTT:n tiloihin Micronovaan, vain muutaman sadan metrin päähän Aalto-yliopiston satelliittilaboratoriosta. Se kiinnitettiin nanosatelliiteille varta vasten tehtyyn telineeseen, niin sanottuun pyramidiin, joka laitettiin painekammion pohjalle. Sen tarkoitus on johtaa lämpöä tasaisesti satelliitin rakenteisiin. 

Itse satelliittiin kiinnitettiin useita lämpötilasensoreita, joilla varmistettiin se, että satelliitti lämpenee vähintään 50°C:n lämpötilaan. 

"Sitten vaan laitettiin laitteet päälle, annettiin kammion asettua vaadittuun lämpötilaan/paineeseen ja jätettiin satelliitti sinne", kertoo tiimin jäsen Petri Koskimaa.

Maanantaina satelliitti haettiin pois ja testien mukaan kaikki oli sujunut erinomaisesti.

Tämän toimenpiteen jälkeen ei satelliittiin enää käytännössä fyysisesti kosketa, vaan satelliitti on aina kantoraketin laukaisusovittimeen asentamiseen saakka sen suojaksi mittatilauksena tehdyssä pleksilaatikossa, mistä on vain kaksi johtoa ulos: toinen on akkujen latausjohto ja toinen menee satelliitin USB-liittimeen. Näin siihen voidaan edelleen olla sähköisesti yhteydessä ja sen akut voidaan pitää ladattuina.

Se, milloin satelliitti toimitetaan Alankomaihin, Delftiin laukaisuvälittäjälle ja laitetaan siellä raketin laukaisusovittimeen, on toistaiseksi vielä siis epävarmaa. Voi hyvinkin olla niin, että laukaisu siirtyy ensi huhtikuun puolelle.

Päähyötykuormana Suomi 100 -satelliittia kuljettavalla PSLV C-41 -lennolla on intialaisten satelliittipaikannusjärjestelmän satelliitti IRNSS-1.

Suomi 100 -satelliitti on nyt valmis lähtöön. Sitä pidetään nyt Otaniemessä kolminkertaisesti suojattuna: puhdastilan sisällä olevan pöydän päällä on pleksilaatikko, jonka sisällä olevassa toisessa laatikossa satelliitti on. Tästä se otetaan pois vasta sitten, kun matka Hollantiin alkaa. Silloin satelliitti on erikoiskuljetuslaatikossa.

*

Juttu perustuu kirjoittajan Suomi 100 -satelliittihankkeelle tekemään tekstiin. Kuvat: Petri Koskimaa ja Arno Alho.

Tekstiä on päivitetty ja viimeinen kuva lisätty 26.2. satelliitin kuumennuksen päätyttyä.

Maailmanlopun kestävä kallioluola on yksi hurjimmista ihmiskunnan tekemistä paikoista

Su, 02/25/2018 - 14:20 Jari Mäkinen
Siemeniä viedään siemenholviin

Huippuvuorilla sijaitsena siemenholvi on tänään huomion kohteena ainakin Huippuvuorilla ja Norjassa, sillä tämä todella omalaatuinen ja tärkeä luola täyttää kymmenen vuotta. Juhlallisuuden alkoivat tänään ja niiden kunniaksi kannattaa katsoa mitä luolassa nykyisin on.

Tänään ja huomenna luolassa on kovasti poliittista kermaa ja päättäjiä, joiden jotkut toivoisivatkin jäävän sinne nalkkiin ikuisuudeksi.

Tärkeintä luolassa on kuitenkin siellä olevat siemenet: Huippuvuorten siemenholviin on tallennettu yli 5000 kasvilajin siemenet, yhteensä noin 800 000 yksittäistä siemennäytettä, joiden toivotaan säilyvän tulevaisuuteen kaikissa mahdollisissa olosuhteissa. 

Siksi holvi – jota kutsutaan myös Tuomiopäivän holviksi – sijaitsee hyvin pohjoisessa ja eristyksissä olevalla Huippuvuorten saaristossa.

Se on vain noin 1300 kilometriä pohjoisnavalta syvällä Huippuvuorten kallioperässä, eikä sinne noin vain mennä. Nyt meneillään olevat juhlallisuudet ovatkin yksi harvoista kerroista, kun sinne päästetään ulkopuolisia.

Siemenpankin rakentamisen on kustantanut Norjan valtio, ja sen toiminnasta vastaa Yhdistyneiden kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestön ja useiden tutkimusjärjestöjen yhdessä perustama säätiö.

Sillä ei ole vakituisia työntekijöitä, koska se on suunniteltu sellaiseksi, ettei se vaadi henkilöstöä. 

Kuitenkin holvia käydään katsomassa noin kerran vuodessa, ja toisinaan siemeniä voidaan hakea sieltä pois ja uusia tuoda tilalle.

Vaikka holvi on kallion sisällä, on se itse asiassa 130 metriä merenpintaa korkeammalla. Sen sisäänkäynnin voi nähdä hyvin läheiseltä Longyearbyenin (Huippuvuorten pääkaupunki) lentokentältä. Sisäänkäynti on vain harmaa betoninen torvi, jota on kuitenkin elävöitetty norjalaisen taiteilijan Dyveke Sannen taideteoksella "Päättymätön seuraus".

Vaikka holvi on tehty kestämään "ikuisuuden", koki se vaurioita keväällä 2017, kun pooikkeuksellisen lämmin talvi ja runsaat sateet johtivat siihen, ettäholvin yhteystunneliin tulvi runsaasti vettä. Itse holvi näytteineen säilyi kuitenkin vahingoittumattomana.

Holvissa on myös noin 1500 näytettä suomalaisista kasveista.

Kaikkein eniten holvissa on vehnä- ja ohranäytteitä eri puolilta maailmaa. On tärkeää säilyttää merkittävien ruokakasvien siemeniä. Eri vehnälajien näytteitä on jo pelkästään yli 150 000 ja ohrasta liki 80 000 näytettä. 

Seuraavana tulevat durra (yli 50 000), tarhapapuja (yli 40 000), maissi (yli 35 000), lehmäpapu (yli 30 000) ja soija (yli 25 000). Perunoita, maapähkinöitä, kikherneitä, ruista, kauraa. alfalfaa ja monia papuja on myös 10 000 ja 20 000 välillä oleva määrä. 

Alla on video holvista, ja vaikka video on norjankielinen, näyttää se hyvin millainen paikka oikein on.

Keinonäkö etenee – saako silmiä kohta kaupasta?

La, 02/24/2018 - 16:04 Markus Hotakainen

Ihmissilmä on huippuluokan instrumentti, jos kohta varsinainen näköaistimus syntyykin aivoissa. Keinotekoisen silmän kehittäminen on siksi aikamoinen haaste.

Harvardin yliopiston tutkijat ovat ottaneet aimo harppauksen kohti toimivaa keinotekoista silmää – tai oikeastaan panneet vielä paremmaksi.

Tasomaiseen metalinssiin ja tekolihakseen perustuva optiikka tarkentuu kohteeseen samaan tapaan kuin ihmissilmä, mutta samalla se korjaa mahdollisen hajataiton.

Tähän saakka on onnistuttu valmistamaan vain koristehileen hiutaleiden kokoisia metalinssejä. Niiden toiminta perustuu näkyvän valon aallonpituutta pienempiin nanorakenteisiin, joten linssin rakennetta koskevan informaation määrä on suuri.

"Jos siirrytään 100 mikronin kokoisesta linssistä senttimetrin läpimittaiseen, linssiä kuvaavan informaation määrä kasvaa kymmentuhatkertaiseksi. Aina kun yritimme kasvattaa linssin kokoa, sitä koskevan tiedoston koko paisui giga- tai jopa teratavujen suuruiseksi", toteaa tutkimusta johtanut Alan She.

Ongelma ratkesi, kun tutkijat kehittivät uudenlaisen algoritmin, jolla tiedostokokoa saatiin pienennettyä. Linssien valmistuksessa sovellettiin sitten samaa tekniikkaa kuin mikropiirien tuotannossa. Näin metalinssien läpimittaa pystyttiin kasvattamaan senttimetriin ja sen ylikin.

 

Pelkkä linssi ei kuitenkaan vielä riitä silmän rakentamiseen, siihen tarvitaan myös säätömekanismia. Ihmissilmässä tehtävää hoitaa rengasmainen sädelihas, joka korvattiin keinosilmässä dielektrisellä elastomeerilla. Sen kutistumista ja venymistä voidaan ohjata sähköisesti.

Elastomeerin avulla saadaan muutettua metalinssissä olevien nanorakenteiden sijaintia toistensa suhteen, jolloin linssin tarkennus muuttuu. Samalla on mahdollista korjata optisia virheitä, kuten hajataittoa.

Metalinssin ja keinotekoisen lihaksen paksuus on vain 30 mikronia eli 30 metrin miljoonasosaa. Koska rakenne on näin ohut, se helpottaa optisten laitteiden rakentamista ja vähentää niissä esiintyviä vääristymiä.

Aivan pian ei ole odotettavissa ihmiselle soveltuvaa keinotekoista silmää, mutta tekniikan arvellaan olevan hyödyksi entistä tarkempien ja parempaan kuvanlaatuun pystyvien kameroiden ja mikroskooppien kehittelyssä.

Uudenlaisesta keinosilmästä kerrottiin Harvardin yliopiston uutissivuilla ja sitä koskeva tutkimus on julkaistu Science Advances -tiedelehdessä.

Kuvat: Capasso Lab/Harvard SEAS

Kuu jyräsi kirkkaan tähden

Pe, 02/23/2018 - 22:44 Markus Hotakainen

Tänään pimeän laskeuduttua moni saattoi kiinnittää huomion selkeällä pakkastaivaalla puolikkaan Kuun vasemmalla puolella kimmeltäneeseen tähteen.

Illan mittaan Kuu lähestyi tähteä ja hieman seitsemän jälkeen peitti sen taakseen. Härän tähdistön Aldebaran katosi toviksi näkyvistä.

Tällaiset tähdenpeitot eivät ole mitenkään harvinaisia, sillä yötaivaalla vaeltava Kuu peittää jatkuvasti tähtiä taakseen.

Useimmiten tähdet ovat kuitenkin melko himmeitä ja katoavat helposti Kuun loisteeseen. Aldebaran on taivaan 14. kirkkain tähti, joten se erottuu helposti aivan kiertolaisemme lähistölläkin.

Aldebaranin nimi on monin muiden kirkkaiden tähtien tavoin peräisin arabeilta. Tähden alkuperäinen nimitys Al Dabaran tarkoittaa "seuraajaa". Aldebaran nousee itäisestä horisontista niin ikään Härän tähdistöön kuuluvan Plejadien tähtijoukon jälkeen ja seuraa sitä illan ja yön mittaan taivaankannen poikki kohti läntistä taivaanrantaa.

Kuu näyttää liikkuvan taivaalla suunnilleen halkaisijansa eli puolen asteen verran tunnissa, joten ”kadonnut” Aldebaran ilmestyi melko pian uudelleen näkyviin Kuun valaistun puoliskon takaa.

Kuva: Markus Hotakainen

Kuussa onkin vettä vaikka muille jakaa!

Pe, 02/23/2018 - 21:29 Markus Hotakainen

Kiertolaistamme on perinteisesti pidetty rutikuivana paikkana, mutta ilmeisesti käsitys on tyystin väärä. Kuussa on vettä kaikkialla, mutta siihen on hankala päästä käsiksi.

Jos ja kun Kuuhun joskus palataan, on oleellista tietää, minkä verran siellä on vettä. Sitä voidaan nimittäin käyttää sekä juomavetenä että rakettipolttoaineen eli vedyn ja hengityksen kannalta suhteellisen keskeisen hapen valmistamiseen.

Tuoreet havainnot viittaavat siihen, että Kuussa on vettä aina ja kaikkialla. "Olipa vuorokaudenaika mikä tahansa ja katsoimmepa mille tahansa leveysasteelle, vettä näyttää esiintyvän", toteaa Joshua Bandfield, jonka johdolla tehty tutkimus on vastikään julkaistu.

Tähän saakka ollaan oltu käsityksessä, että Kuun vesi – eli jää – on keskittynyt napaseuduille, missä joidenkin kraattereiden pohjat ovat ikuisessa pimeydessä. Näihin "kylmyysloukkuihin" olisi aikojen saatossa kertynyt kenties suuriakin määriä vettä. Niiden liepeillä vesijään esiintyminen noudattelisi vajaan kuukauden mittaisen Kuun vuorokauden vaihtelua.

Kuun pintakerrosten koostumuksen ja muiden ominaisuuksien tutkimus perustuu sekä kiertolaisemme heijastamaan että sen lähettämään säteilyyn. Veden esiintyminen näkyy heijastuvan infrapunasäteilyn spektrissä, mutta tutkimusta hankaloittaa samoilla aallonpituuksilla esiintyvä Kuun pinnan oma säteily. Niiden erottaminen toisistaan edellyttää tietoa Kuun pinnalla vallitsevista lämpötiloista.

Bandfieldin johdolla tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla veden esiintymistä voidaan selvittää NASAn LRO:n (Lunar Reconnaissance Orbiter) sekä Intian Chandrayaan-1-luotaimen tekemien mittausten avulla.

Tuoreiden tulosten perusteella vettä on Kuussa hyvin laajalti eikä sen esiintymisessä ole suuria ajallisia vaihteluita. Ihan perusvedestä ei kuitenkaan ole kyse, sillä hapen ja vedyn yhdiste esiintyy lähinnä hydroksyyli- eli OH-molekyyleinä. Sillä on taipumus muodostaa sidoksia erilaisten mineraalien kanssa, joten tulevilla kuulennoilla se on saatava erotettua niistä.

Uusista tuloksista huolimatta Kuun veden alkuperä on edelleen hämärän peitossa. Vaihtoehtoina ovat veden muodostuminen Kuun pintamateriaalissa aurinkotuulen pommituksen seurauksena tai sen tihkuminen Kuun sisuksista, missä se on ollut nalkissa erilaisissa mineraaleissa Kuun syntymästä lähtien.

Kuun vedestä kerrottiin NASAn uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Markus Hotakainen

Tutkija kuuntelee lohen sisäkorvan ääniä ja pääsee syvälle kalojen maailmaan

Pe, 02/23/2018 - 12:38 Jari Mäkinen

Lohikalojen vaellusta voi seurata kuuntelemalla ekologista dataa. Kun tiedot käännettään ääniksi, voivat tutkijat kuunnella kalojen liikkumista valtameresta vaellusjokiin ja joesta toiseen – ääni vie lähes kalojen mukaan polskimaan idaholaiseen lohijokeen.

Tutkimuksen kohteena oli Yhdysvaltain Idahossa sijaitseva Snake River, 1740 kilometriä pitkä Columbiajoen suurin ja pisin sivujoki.

Joki on tunnettu lohikaloistaan, mutta ihmisen toiminta muuttaa joessa elävien Chinook-lohien vaellusreittejä olennaisesti. Näiden reittien muutosten ymmärtämiseksi tutkijat keräävät yksityiskohtaista tietoa lohien liikkumismalleista laajalta alueelta ja lyhyissä aikajaksoissa.

Yksi keino jäljittää lohien vaellusta on tutkia lohen tasapaino- ja kuuloelimen kemiaa.

Olennaisessa osassa on otoliitiksi kutsuttu sisäkorvan tasapainokivi, jonka toiminnasta kertovat nauhoitukset sisältävät tietoa siitä, missä kala on liikkunut ja kuinka kauan pysynyt aloillaan.

Tilastolliset välineet eivät riitä vangitsemaan yksityiskohtia kalan liikkeistä. Visuaalisesta analyysistakin tulee nopeasti liian monimutkaista tulkittavaksi, joten tutkijaryhmä päätti ottaa kokonaan erilaisen lähestymistavan: sonifikaation.

Muuttamalla tietoja ääneksi, pystyy jopa asiaan vain vähän tutustunut kuulija tulkitsemaan monimutkaista dataa. Menetelmä tarjoaa uuden mahdollisuuden käsitellä suuria tietomassoja koskevaa ns. big dataa.

Idean sonifikaation käytöstä lohivaelluksen hahmottamiseen sai Tampereen yliopistossa parhaillaan vierailijaprofessorina oleva Jonathan Middleton. Hän on tästä juuri Heliyon-tiedelehdessä julkaistun tutkimuksen tekijöistä yhdessä Idahon yliopiston, Eastern-Washingtonin yliopiston ja Virginian yliopiston tutkijoiden kanssa.

Jo aiemmin Middleton on käyttänyt sonifikaatiota tutkimuksen apuna. Hän on jopa säveltänyt musiikkia punapuun DNA:n pohjalta ja tehnyt molekyylisävelmiä proteiinin rakenteesta.

Kuten aiemmin, työ tuotti paitsi kiinnostavaa lisätietoa tutkimuksesta itsestään, niin myös tavasta hahmottaa tietoa.

Tutkimusryhmä testasi menetelmäänsä esittämällä äänidataa kouluttamattomille kuuntelijoille. Tulokset osoittavat, että kuuntelijat ovat kaikkein herkimpiä arvioimaan äänenkorkeutta ja äänensävyä.

Tutkijat esittivät äänidataa kuulijaryhmälle visualisoinnin kanssa ja ilman sitä. Tulosten mukaan kuuntelijat erottivat kalojen liikkeet paremmin ilman visualisointia. Tämä osoittaa, että ääni on yksinään tehokkaampi tapa välittää tietoa lohien liikkumisesta.

Lohiääniä voi kuunnella ja kalojen liikettä katsella tutkimusryhmän tekemällä videolla:

Olympiseeni muodostaa nanomaailman kisatunnuksen – tutkijat kehittivät uudenlaisen molekyylin

Pe, 02/23/2018 - 11:42 Markus Hotakainen

Kuin tilauksesta "juhlistamaan" suomalaisten surkeaa kisamenestystä kemistit ovat onnistuneet luomaan molekyylin, joka muistuttaa rakenteeltaan olympiarenkaita.

Ensimmäisen rengasrakenteisen olympiseeni-molekyylin kehittivät brittitutkijat vuonna 2012 Lontoon olympialaisten aattona. Tuolloin prosessi oli hankala ja monivaiheinen, mutta nyt homma hoituu huomattavasti helpommin.

Ylimääräinen hiiliatomien muodostama rengas saadaan liitettyä suoraan polveilevan molekyylirakenteen jatkoksi. Työvaiheita on vain kaksi, kun niitä aiemmin oli kaikkiaan seitsemän.

Olympiseenit muistuttavat rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan grafeenia, joka on monikäyttöinen aine, sillä se johtaa hyvin sekä sähköä että lämpöä ja lisäksi se on 200 kertaa terästä lujempaa.

Tällaisten mittatilausmolekyylien valmistus on kuitenkin ollut aiemmin niin hankalaa, että "ihmeaineen" sovellukset ovat olleet vähissä. Uuden prosessin myötä sitä voidaan hyödyntää niin ilmaisintekniikan, aurinkokennojen, ledien kuin tallennuslaitteidenkin kehittämisessä.

Uudesta olympiamolekyylistä kerrottiin Floridan valtionyliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Angewandte Chemie -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: FSU

SpaceX:n raketti aloitti syöksyn ilmakehään Norjan päällä – valoilmiö näkyi upeasti myös Suomesta (katso kuvat)

To, 02/22/2018 - 22:40 Jari Mäkinen
Valoilmiö Hankasalmen observatorion kameran kuvaamana

Kuten kerroimme aiemmin tänään, laukaisi SpaceX -yhtiön raketti tänään onnistuneesti espanjalaisen satelliitin avaruuteen. Kuten suunniteltua, ohjattiin raketin toinen vaihe tuhoutumaan lennon päätteeksi ilmakehässä, mutta kuten ei oltu suunniteltu, sai se aikaan upean valoilmiön myös Suomen taivaalla.

Kyseessä oli siis täysin normaali tapahtuma ja vastaavia toisen vaiheen tuhoutumisia ilmakehässä on havaittu moneen kertaan aikaisemminkin. Harvoin tapaus vain näkyy näin hienosti – ja kyseessä lienee ensimmäinen kerta, kun Falcon 9:n toisen vaiheen aikaansaama valoilmiö on näkynyt Suomessa näin upeasti. Selkeä sää luonnollisesti auttoi tässä kovasti.

Rakettien ylimmät vaiheet ohjataan syöksymään ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, jotta ne eivät jäisi avaruusromuna kiertämään maapalloa.

Valoilmiö alkoi taivaalla noin klo 19.05, mikä osuu juuri sopivasti Falcon 9:n laukaisuajan kanssa yhteen: kun raketti nousi lentoon Kaliforniasta klo 16.17 Suomen aikaa ja suuntasi kohti etelää, oli se vajaan kahden kierroksen jälkeen (yksi kierros ympäri maapallon kestää noin puolitoista tuntia) juuri seitsemän tienoilla Norjan pohjoispuolella.

Siellä rakettimoottori käynnistettiin jarrutuspolttoon ja tämä näkyi hyvin. Lento jatkui edelleen kohti Alaskaa ja vaihe tuhoutui lopulta pudotessaan ilmakehään Tyynen valtameren päällä Aleuttien luona.

Polttoja oli itse asiassa kaksi, joista tämä oli viimeinen, pitempi sellainen.

Satelliitti laukaistiin maapallon napojen kautta kulkevalle polaariradalle, joten myös lennolla viimeisen kyydin antanut toinen vaihe lensi ensin Etelämantereen päälltä kohti pohjoista ja suuntasi sieltä jälleen etelään, kunnes lopulta tuhoutui Tyynen valtameren päällä.

Otsikkona oleva kuva on kooste Jyväskylän luona olevan Hankasalmen observatorion koko taivaan näyttävän kameran ottamista kuvista, jonka kuvissa ilmiö näkyi klo 19.05 – 19.10.

Kuvassa oleva kirkas kohde on Kuu, ja raketin lento näkyy yläoikealla katkoviivana. Animaationa tapahtuma näytti tältä:

Ursan Taivaanvahdissa on tästä useita havaintoja, mukaan luettuna yllä olevan kuvan lähettäneen Arto Oksasen piirros lentoradasta.

Ensimmäiset viestit upeasta ilmiöstä taivaalla saatiin kuitenkin Norjasta:

Huom! Jutussa kerrottiin alun perin että Suomen taivaalla ollessaan rakettivaihe olisi jo hehkunut ilmakehän kitkakuumennuksen vuoksi. Tämä tapahtui vasta myöhemmin rakettivaiheen tultua alemmas.

Norsut ovat persoonia aivan kuten ihmiset

To, 02/22/2018 - 21:44 Toimitus
Norsuja Sri Lankassa. Kuva: Leonora Enking

Harva tulee ajatelleeksi, että myös norsuilla on persoonallisuus, mutta niin vain on – aivan kuten ihmisillä. Turun yliopiston tutkijoiden mukaan Aasian norsujen persoonallisuusluokat olivat tarkkaavaisuus, sosiaalisuus ja aggressiivisuus.

​Ihmiset ovat tunnetusti erilaisia persoonallisuuksiltaan, ja ihmisen persoonallisuus voidaan jakaa viiteen eri persoonallisuusluokkaan. Myös eläinten käytös eroaa yksilöiden välillä: jotkut yksilöt ovat rohkeampia, kun taas toiset muita sosiaalisempia tai aggressiivisempia. 

"Tällaisia johdonmukaisia käyttäytymiseroja kutsutaan persoonallisuudeksi", kertoo juuri julkaistun norsututkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Martin Seltmann Turun yliopiston biologian laitokselta.

"Persoonallisuuden tutkimus on tähän asti keskittynyt ihmisten lisäksi muun muassa kädellisiin, lemmikkeihin ja eläintarhayksilöihin, tai suhteellisen lyhytikäisiin lajeihin. Ihmisten lisäksi tutkimukset muista pitkäikäisistä eläinlajeista, jotka elävät luonnollisessa ympäristössään, ovat harvinaisia."

Turun yliopiston tutkijat tarkastelivat Myanmarin työläisnorsupopulaatiota ja totesivat, että Aasian norsujen persoonallisuus voidaan jakaa kolmeen persoonallisuusluokkaan: tarkkaavaisuuteen, sosiaalisuuteen ja aggressiivisuuteen. Tutkimuksessa havaittiin, että persoonallisuus koostui sekä naaras- että urosnorsuilla näistä kolmesta persoonallisuusluokasta. 

"Tarkkaavaisuus kuvaa sitä, miten norsu toimii ja havainnoi ympäristöään. Sosiaalisuus kertoo, miten paljon norsu hakeutuu toisten norsujen ja ihmisten seuraan, ja miten suosittuja seurustelukumppaneita norsut itse ovat. Aggressiivisuus osoittaa, miten vihamielisesti norsu käyttäytyy muita norsuja kohtaan, ja miten paljon se puuttuu toisten norsujen sosiaaliseen kanssakäymiseen."

Norsun ja ihmisen elämänkaaret muistuttavat toisiaan

Tutkijat tarkastelivat yli 250 työläisnorsun persoonallisuutta niiden luonnollisessa ympäristössä Myanmarissa. 

"Nämä norsut tekevät töitä puuteollisuudessa, jossa ne kuljettavat tukkeja paikasta toiseen", Seltmann kertoo.

"Tämä on hyvin ainutlaatuinen tutkimusympäristö ja -populaatio, joka mahdollistaa useiden satojen norsujen tutkimisen."

Jokainen norsu työskentelee mahoutin eli niin sanotun norsuajajan kanssa. Tämä sosiaalinen suhde voi kestää norsun koko eliniän ajan. Siksi mahout tuntee norsunsa käytöksen hyvin tarkkaan ja voi antaa yksityiskohtaista tietoa sen persoonallisuudesta. 

"Tapasimme norsuja, jotka olivat esimerkiksi selvästi uteliaampia ja rohkeampia kuin toiset. Ne saattoivat yrittää vaikkapa varastaa vesimeloneja, joita oli tarkoitus käyttää palkkioina."

Tutkijat keräsivät aineistoa norsujen persoonallisuudesta kyselytutkimuksen avulla Myanmarissa vuosina 2014–2017 osana turkulais-brittiläistä norsututkimusohjelmaa.

Kysymykset esitettiin mahouteille ja heidän piti arvioida norsun käyttäytymistä 28 piirteen mukaan. Mahoutit arvioivat asteikolla yhdestä neljään, käyttäytyykö norsu harvoin vai usein tietyn piirteen mukaisesti.  

"Norsulla on paljon samanlaisia piirteitä ihmisen kanssa elinkierrossaan ja käyttäytymisessään", sanoo tutkimukseen osallistunut tutkija Mirkka Lahdenperä.

"Norsut muun muassa elävät hyvin pitkään ja synnyttävät kerrallaan vain yhden poikasen, joka tarvitsee sekä äidin että muiden naaraiden huolenpitoa hyvin pitkään syntymänsä jälkeen. Molemmat lajit elävät monimutkaisissa sosiaalisissa ympäristöissä, joka on mahdollisesti yksi syy, miksi myös persoonallisuusrakenne on kehittynyt monimutkaiseksi."

Tutkimus tuo lisätietoa siitä, miten persoonallisuus on kehittynyt pitkäikäisissä, hyvin sosiaalisissa lajeissa. Aasian norsujen persoonallisuuden tutkimus voi myös auttaa lajin suojelussa ja helpottaa populaation hoitoa ja ylläpitoa.

Lisäksi tutkimustieto voi parantaa norsuyksilöiden hyvinvointia Myanmarin työläisnorsupopulaatiossa.  

Taas uusi, hullulta tuntuva suunnitelma SpaceX:ltä: raketti talteen suurella verkolla

To, 02/22/2018 - 15:29 Jari Mäkinen

SpaceX -yhtiö laukaisi tänään uuden Falcon 9 -kantoraketin avaruuteen. Tällä kertaa lennolla koetettiin uutta systeemiä, jonka tarkoituksena oli napata raketin nokkakartio talteen ja käyttää se mahdollisesti uudelleen. Se melkein onnistui.

Kaliforniasta, Los Angelesin pohjoispuolelta Vandenbergin lentotukikohdasta lähteneen raketin kyydissä oli espanjalainen tutkasatelliitti PAZ ja kaksi pientä SpaceX:n omaa koesatelliittia, Tintti A ja B, joilla tutkitaan yhtiön kaavaileman, koko maapallon kattavan Starlink-tietoliikenneverkon vaatimaa tekniikkaa.

Laukaisu tapahtui suunnitelusti tänään klo 16.17 Suomen aikaa ja niin PAZ-satelliitti kuin Tintitkin asettuivat juuri oikeille kiertoradoille.

Nokkakartioiden saalistaminen ei aivan onnistunut, sillä ne menivät muutaman sataa metriä niitä hakemaan lähteneen laivan viereen:


Raketti käytti jo lähes rutiininomaiseen tapaan kertaalleen lentänyttä ensimmäistä vaihetta. Tämä kyseinen vaihe vei viime kesänä FORMOSAT-satelliitin radalleen.

Tällä kerralla vaihetta ei otettu talteen, koska SpaceX on tuomassa käyttöön uusia, parempia rakettivaiheita, jotka ovat parempia kuin nämä ensimmäisen sukupolven takaisintulevat rakettivaiheet. 

Raketin ensimmäinen vaihe on sen kaikkein kallein osa, joten sen uudelleenkäyttäminen tuo sinällään jo olennaisia säästöjä. Lisäksi SpaceX pohtii koko ajan miten raketin muitakin osia voitaisiin käyttää uudelleen.

Ongelmana raketin ylemmän, toisen vaiheen kanssa on se, että se nousee lennon aikana jo hyvin korkealle ja käytännössä sen tuominen takaisin Maahan vastaa avaruusaluksen palauttamista takaisin. Ainakin toistaiseksi tämä ei ole kannattavaa, koska vaiheesta tulisi liian painava ja monimutkainen.

Sen kohtalona onkin ainakin vielä pudota ilmakehään ja tuhoutua siinä. Tällä kerralla toisen vaiheen nähtiin (hyvin todennäköisesti) putoavat Pohjois-Norjan taivaalla:

Sen sijaan satelliittia vain laukaisun ja lennon alkuvaiheen aikana suojaava nokkakartio voisi olla mahdollinen kohde kierrätykseen. Nokka halkeaa kahteen puolikkaaseen kahden minuutin ja 56 sekunnin lennon jälkeen, jolloin hiilikuituiset kartionpuolikkaat putoavat mereen.

Ne voitaisiin siis käydä onkimassa merestä takaisin – tai ne voitaisiin kopata talteen jo lennossa, jolloin merivesi ja isku veteen eivät pääsisi vahingoittamaan niitä.

Juuri tätä yritettiin tällä lennolla.

SpaceX on varustanut laivan suurella verkolla, kuten otsikkokuva näyttää, ja yrittää saada nokkakartion talteen. Laiva on nimeltään Mr. Stevens ja siitä on julkaistu parempiakin kuvia mm. Teslarati-sivustolla. Nyt lennon jälkeen myös SpaceX on julkaissut kuvia laivasta:

Mr. Stevens

Nokan hinta ei ole kuin muutaman prosentin verran laukaisun kokonaiskustannuksista, mutta silti sen ottaminen talteen olisi kannattavaa. 

Juuri viime viikolla eräs maailman suurimmista nokkakartioiden valmistajista, sveitsiläinen RUAG, ilmoitti alkavansa uudelleenkäytettävien nokkakartioiden kehittämisen. Yhtiö toki ymmärtää, että kartioiden käyttäminen uudelleen ei välttämättä tee hyvää sen bisnekselle, mutta toisaalta uudelleenkäytettävät ovat alun perin kalliimpia ja samalla kun rakettien lähettäminen tulee yhä yleisemmäksi, on kysyntä varmasti kasvamassa koko ajan.

Erityisesti RUAG suuntaa sanansa Arianespacelle, joka on hieman pulassa SpaceX:n edessä. Ariane 5 edustaa jo vanhaa sukupolvea eikä ole uudelleenkäytettävä, samoin nyt suunnitteilla oleva Ariane 6 on kertakäyttöinen ja tuntuu jo nyt vanhanaikaiselta. Rakettivaiheiden tekeminen uudelleenkäytettäviksi on kallista ja vaikeaa, mutta nokkakartion käyttäminen uudelleen onnistuisi hyvin pienin investoinnein ja toisi saman tien säästöä.

Falcon 9 laukaisualustallaan Vandenbergissä, Kaliforniassa.

 

SpaceX yrittää tehdä seuraavan laukaisunsa tämän jälkeen jo ensi viikonloppuna. Falcon 9 aiotaan laukaista Floridasta, Cape Canaveralista lauantaina klo 7.35 Suomen aikaa kohti geostationaarirataa mukanaan toinen espanjalaissatellitti, Hispasat 30W-6 -tietoliikennesatelliitti.

Otsikkokuva: Instagram / pacalin, muut kuvat: SpaceX

Magneettikenttä paljastaa – musta aukko vispaa Linnunradan keskuksen kaasua ja pölyä

Ke, 02/21/2018 - 17:25 Markus Hotakainen

Kanarian saarilla voi tehdä muutakin kuin loikoilla ja ottaa aurinkoa. Siellä onnistuu esimerkiksi Linnunradan keskusalueiden tutkimus ennätyksellisen tarkasti.

Oxfordin yliopiston professorin Pat Rochen johdolla on laadittu huippuluokan "kartta" kotigalaksimme keskuksessa piileskelevän mustan aukon lähiympäristössä kieppuvista kaasu- ja pölypilvistä sekä tähdistä.

Linnunradan keskusalueilla tähtien on todettu kiitävän jopa 30 miljoonan kilometrin tuntinopeudella, mistä on pystytty laskemaan mustan aukon massan olevan yli miljoonakertainen Aurinkoon verrattuna.

Kartoitukseen käytettiin La Palman saarella sijaitsevaa 10,4-metristä GTC-kaukoputkea (Gran Telescopio Canarias) ja siihen kytkettyä CanariCam-infrapunakameraa. Sen toiminta-alue on 7,5–25 mikronin aallonpituuksilla ja sillä pystytään tutkimaan myös magneettikenttien ominaisuuksia säteilyn polarisaation perusteella.

Näkyvän valon alueella Linnunradan keskuksen tutkimus ei onnistu laisinkaan, sillä se on Maasta katsottuna tiheiden tähtienvälisten kaasu- ja pölypilvien takana. Infrapuna-alueella, samoin kuin radio- ja röntgenalueilla, havainnot kuitenkin onnistuvat.

Uusi infrapuna-alueen kartta kattaa alueen, joka ulottuu joka suunnassa noin valovuoden etäisyydelle mustasta aukosta. Kuvassa erottuvat siveltimenvetoja muistuttavat juovat syntyvät magneettikenttien myötäisesti liikkuvien lämpimien pölyhiukkasten ja kuuman kaasun säteilystä.

Valovuosien mittaiset säikeet kiertävät mustaa aukkoa, mikä kertoo kaasun ja pölyn liikkeistä sen lähiympäristössä. Magneettikenttä näyttää yhdistävän myös alueella olevia tähtiä.

Kentän voimakkuudesta on osoituksena se, että kaasun ja pölyn muodostamat säikeet säilyttävät muotonsa, vaikka niihin puhaltaa kaiken aikaa voimakas tähtituuli. Tosin osa aineesta päätyy ennen pitkää mustan aukon syövereihin.

Toistaiseksi ei tiedetä, mistä Linnunradan keskusalueen magneettikenttä saa alkunsa, mutta todennäköisesti sen ominaisuuksiin vaikuttaa vahvasti supermassiivinen musta aukko. Kun kenttä on kytkeytynyt kaasuun ja pölyyn sekä tähtiin, ja kaikkien niiden liikkeeseen vaikuttaa valtaisa gravitaatio, mustalla aukolla on oma osuutensa myös magneettikentän muotoutumisessa.

Kartoituksesta kerrottiin Royal Astronomical Societyn uutissivulla ja tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedejulkaisussa.

Kuva: E. Lopez-Rodriguez/NASA Ames/University of Texas at San Antonio. 

Mars Reconnaissance Orbiter kuvasi pölyyn peittyneen Phoenix-laskeutujan

Ke, 02/21/2018 - 13:09 Markus Hotakainen

Phoenix-luotain laskeutui Marsin pohjoisille napaseuduille toukokuussa 2008. Pari kuukautta myöhemmin Mars Reconnaissance Orbiter otti HiRISE-kamerallaan (High Resolution Imaging Science Experiment) kuvan laskeutumispaikasta.

Kuvassa erottuvat sekä laskeutuja että sen jarrukilpi ja suojakotelo laskuvarjoineen. Niiden ympärillä näkyy tummempaa maaperää, kun isku on lennättänyt pintaa peittävää pölyä ilmaan.

Loka–marraskuun vaihteessa 2008 laskeutuja sammui, kun lähestyvän talven myötä lämpötila laski eivätkä aurinkopaneelit tuottaneet enää riittävästi virtaa laitteistoille ja niiden lämmittimille.

MRO-luotain kuvasi samaa aluetta viime jouluna. Maasto näyttää jokseenkin samanlaiselta, mutta Phoenix-laskeutuja ja muut kappaleet erottuvat paljon heikommin, sillä ne ovat vuosien saatossa peittyneet pölyyn. Kuvasta kuitenkin näkyy, kuinka tuuli on riepotellut laskuvarjon uuteen paikkaan.

Myös iskujen paljastama tummempi maaperä on jäänyt uudelleen pölyn peittoon ja kadonnut melkein kokonaan näkyvistä.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Islannissa harvinaisen suuri maanjäristysten parvi

Ke, 02/21/2018 - 06:02 Jarmo Korteniemi
Kuva: Islannin ilmatieteen laitos / Jarmo Korteniemi

Islannin pohjoisrannikolla on jo viikon ajan tärissyt tuntuvasti. Maanjäristyksiä sattuu jopa tuhansia päivässä. Säätila haittaa tilanteen seuraamista.

Islannin pohjoisrannalla järisee juuri nyt harvinaisen paljon. Alueelta on mitattu noin viikon ajan satoja, ajoittain tuhatkin maanjäristystä vuorokaudessa. Todelliset määrät lienevät kuitenkin useita kertoja suurempia, sillä pienimmät tärinät jäävät havaitsematta.

Suurimmat järistykset ovat tuntuneet yli sadan kilometrin päässä.

Yllä: Järistystahti kiihtyi noin viikko sitten. Alla: Järistysten syvyydet kahden viime vuorokauden aikana.

Järistyskeskus sijaitsee merenpohjassa 10 kilometriä Grimseyn saarelta. Grimsey on maan pohjoisin asuttu osa noin 40 kilometrin päässä Islannin rannikolta. 5-kilometrinen saari on Islannin ainoa maa-alue, jonka poikki napapiiri kulkee.

Tähänastinen järistyshuippu sattui aikaisin maanantaiaamuuna. Tuolloin mitattiin myös parven voimakkain, magnitudin 5,2 maanjäristys. Se havaittiin selvästi Islannin toiseksi suurimmassa kaupungissa Akureyrissä, joka sijaitsee noin sadan kilometrin päässä järistysalueelta.

Vaikka järistystahti on jo selvästi hiipunut maanantaisesta, on tilanteen kehittymistä vaikea ennustaa. Alue on ainutlaatuisen monimutkainen, eikä sen tulivuoritoiminnan kommervenkkejä tunneta kovin hyvin. Merenpohjan rakenteita on vaikea tutkia.

Myös säätilanne haittaa järistysten havainnointia. Islannissa riehuu tällä hetkellä puuskittain myrskyksin yltävä tuuli, joka tärisyttää myös maanpintaa lisäten seismometrien kohinaa. Siksipä suurin osa maanjäristyksistä, etenkin pienimmistä, jää havaitsematta.

Alueella sattuu maanjäristyksiä varsin usein sekä helposti liikkuvien tektonisten sivuttaissiirrosten että tulivuoritoiminnan vuoksi. Nykyisenlainen tuhansien järistysten parvi on kuitenkin erittäin poikkeuksellinen.

Seutu kuuluu monimutkaiseen Tjörnesin halkeamavyöhykkeeseen. Se yhdistää Islannin itäisen vulkaanisen alueen Atlantin keskiselänteeseen.

Alustavan tulkinnan mukaan järistykset johtuvat vähintään kolmen halkeaman (kenties juonen) aukeamisesta. Ne alkavat noin 15 kilometrin syvyydellä eivätkä luultavasti ulotu vielä pinnalle (eli merenpohjalle) asti. Niiden kehitys alkoi jo muutama viikko sitten, mutta kiihtyi huomattavasti noin viikko sitten keskiviikkona (14.2.). Halkeamien tarkat mitat ovat yhä tuntemattomia.

Halkeamista saa oivan käsityksen alla olevalla videolla. Siinä pyöritellään 17.2. mennessä sattuneiden maanjäristysten keskuksia. Ne järjestäytyvät kauniisti tasomaisten halkeamien muotoon. Kuution pinnan punertava polygoni vastaa Grimseyn saarta.

Vielä ei myöskään tiedetä, onko magma nousemassa rakoja pitkin ylöspäin. Jos on, jää nähtäväksi, riittääkö paine työntämään laavaa pinnalle asti. Vaikka tilanne etenisi tulivuorenpurkaukseen asti, ei siitä aiheutuisi juurikaan haittaa alueella liikkuville. Purkauskohdan päällä olisi satoja metrejä vettä.

Tsunamivaaraa alueella ei ole.

Pääasiallinen järistysalue on 20–30 kilometrin pituinen. Suomessa samalla leveysasteella se yltäisi Rovaniemen keskustasta Tapionkylään. Suurimmat järistykset tuntuisivat tuolloin selvästi Kemissä asti.

Suomessa asiasta uutisoi ensimmäisenä Tiedetuubi.

Lähteet: Islannin ilmatieteen laitos, VolcanoCafe

Kuvat: Islannin ilmatieteen laitos / Jarmo Korteniemi

Upeita valoilmiöitä Levillä – taivaalle kannattaa katsoa!

Ti, 02/20/2018 - 23:18 Jari Mäkinen
Kuva: Antti Saxlund

Lukijamme Antti Saxlund lähetti tänään illalla upeita kuvia, jotka hän otti Levillä hiihdellessään. Niissä ei näy mitään ihmeellistä – paitsi että upeat halot ovat mahtavia näkyjä!

Näinä pakkaspäivinä kannattaa todellakin katsella taivaalle, koska siellä saattaa näkyä haloja.

Halot syntyvät yksinkertaisesti Auringosta tulevan valon heijastuessa ja sirotessa ilmassa olevista jääkiteistä. Pakkasen aikaan ilmassa on paljon juuri halojen kannalta sopivia kiteitä, ja erityisen paljon niitä on hiihtokeskuksissa, missä lunta – ja jääkiteitä – on tehty keinotekoisesti.

Antti kertoo, että tänään Levillä haloja oli erityisen paljon ja että ne olivat hyvin kirkkaita.

Tämä johtunee kauniista, kirkkaasta päivästä, sekä erityisesti tuulenvireen ilmaan hangelta ja puista nostamista lumetuksen tuottamista jääkiteistä, jotka ovat aivan upeita halojen kannalta.

Tavallisten halojen, eli sivuaurinkojen ja pilareiden lisäksi nämä kiteet tuottavat sopivissa olosuhteissa myös alasivuaurinkoja ja alapilareita, joita näkyy hyvin kuvissa.

Lisäksi Antti mainitsi juuri täsmälleen Auringosta vastapuolella taivasta olleesta omituisesta kaaresta, joka näytti tältä:

Kuvassa se ei pääse oikeuksiinsa, mutta se lienee niin sanottu Greenlerin vasta-aurinkokaari, tai yksinkertaisesti diffuusi vasta-aurinkokaari.

Se on normaalisti varsin harvinainen halomuoto, joka näkyy vasta-aurinkopisteestä lähtevänä viuhkana, ristinä, pilarina tai vain vasta-aurinkona. Niitä näkyy luontaisesti Suomessa keskimäärin noin kerran kymmenessä vuodessa, mutta lumitykkien jääsumuissa useamminkin. Tässä tapauksessa kyseessä on varmastikin lumitykin synnyttämien, päivällä ilmaan nousseiden kiteiden aikaansaama ilmiö.

Näinä päivinä kannattaa tosiaankin pitää silmiä auki ja katsella upeita taivaalla näkyviä kaaria ja värejä. Niitä kannattaa myös raportoida Ursan Taivaanvahtiin, missä onkin näiltä päiviltä paljon jänniä havaintoja!

Kuvat: Antti Saxlund

Ennätykset uusiksi – kaikkeuden kaukaisin supernova

Ti, 02/20/2018 - 21:54 Markus Hotakainen

Tähtitieteilijät pystyvät tähyämään yhä kauemmas sekä ajassa että avaruudessa. Nyt on nähty tähden kuolema yli kymmenen miljardia vuotta sitten. Tai oikeastaan se nähtiin jo syksyllä 2016, mutta havainto saatiin varmistettua viime vuoden lopulla.

Vuonna 2013 käynnistyneen Dark Energy Survey -kartoituksen (DES) tarkoituksena on pyrkiä löytämään johtolankoja pimeän energian olemuksesta tekemällä havaintoja sadoista miljoonista galakseista. Sivutuotteena saadaan tietoa paljon muustakin, muun muassa kaukaisista ja samalla muinaisista supernovista.

Nuoressa maailmankaikkeudesta räjähtänyt tähti DES16C2nm on luokiteltu "ylikirkkaaksi supernovaksi" (superluminous supernova, SLSN), jotka ovat kaikkein voimallisimpia, mutta myös harvinaisimpia tähtien räjähdyksiä.

Niiden arvellaan olevan seurausta prosessista, jossa kaksoistähden toisena osapuolena olevaan neutronitähteen kertyy ainetta. Kun sen massa kasvaa tiettyä rajaa suuremmaksi, neutronitähti räjähtää hajalle.

Tutkimusryhmää johtaneen Southamptonin yliopiston Mathew Smithin mukaan jo ennätyksellinen etäisyys tekee havainnosta kiinnostavan, mutta sen myötä saadaan myös ainutkertaista tietoa tähän erikoislaatuiseen luokkaan kuuluvien supernovien luonteesta.

"Supernovan lähettämä ultraviolettisäteily kertoo meille räjähdyksessä syntyvien metallien määrästä sekä siinä esiintyvästä lämpötilasta. Kumpikin on oleellinen tieto, jotta voimme ymmärtää, mikä saa aikaan tällaisia kosmisia pamauksia", Smith toteaa.

DES16C2nm on ensimmäinen laatuaan DES-kartoituksessa, mutta tutkijoiden mukaan niitä on jatkossa helpompi löytää, kun nyt tiedetään, mitä pitää etsiä. "Tällaisista supernovista ei ollut aavistustakaan, kun aloitimme DES-kartoituksen", lisää Bob Nichol Portsmouthin yliopistosta.

DES-hankkeessa on mukana 400 tähtitieteilijää yli 25 tutkimuslaitoksesta eri puolilta maailmaa. Havaintojen tekemiseen käytetään huippuherkkää 570 megapikselin digikameraa, joka on asennettu nelimetriseen kaukoputkeen Cerro Tololon observatoriossa Chilessä.

Sillä kuvataan kaikkiaan 5 000 neliöasteen kokoista kaistaletta eteläisestä tähtitaivaasta. Osa havaintoajasta käytetään tiettyjen taivaanalueiden kuvaamiseen yhä uudelleen noin kerran viikossa, jolloin haaviin saadaan lyhytaikaisempia ilmiöitä, kuten nyt löydetyn kaltaisia supernovia.

Tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: M. Smith/DES collaboration

Haluatko Avaruuskiihdyttämöön? Hakemuksia otetaan nyt vastaan

Ti, 02/20/2018 - 12:35 Jari Mäkinen
ESA BIC -kuvitusta

Euroopan avaruusjärjestö ESA on avannut moniin jäsenmaihin viime aikoina avaruuskiihdyttämöitä, joiden tehtävänä on siirtää avaruustekniikkaa ja sen sovelluksia arkiseen käyttöön sekä auttaa avaruusalan startup-yrityksiä alkuun. Nyt Suomen kiihdyttämö on avoinna ja hakee ensimmäisiä yrityksiä mukaan.

ESAn avaruuskiihdyttämö, eli ESA Business Incubator Centre, BIC, on 18. lajissaan. Kuten muutkin kiihdyttämöt, toimii se paikallisin voimin ESAn avustamana; Suomessa mukana on aktiivisesti Aalto-yliopisto, jonka uudessa A Grid -keskuksessa kiihdyttämö myös sijaitsee. Lisäksi mukana Suomen-toiminnoissa on Turku Science Park.

Kiihdyttämön avaaminen osuu Suomessa hyvin aktiiviseen aikaa, sillä avaruusala on heräämässä henkiin ja alalle on tullut nanosatelliittien innoittamana useita uusia yrittäjiä. 

Avaruuskiihdyttämön tehtävänä on auttaa uusia yrityksiä alkuun antamalla niille paitsi apua ja neuvoja, niin myös rahallista tukea sekä mahdollisuuden aloittaa toimintansa kiihdyttämön tiloissa.

 

Rahoitusta annetaan aina 50 000 euroa, ja se on tarkoitettu tuotekehitykseen ja immateriaalioikeuksiin. Mukaan valitut yhtiöt saavat myös oikopolun rahoittajien ja business-enkelien luokse, minkä lisäksi heille on tarjolla edullisia lainoja.

ESA antaa myös 80 tuntia teknistä tukea sekä mahdollisuuden käyttää laboratorioita sekä testauspaikkoja. BIC-ohjelmaan pääsy myös tärkeää siksi, että perinteisesti kaikki ohjelmassa mukana eri maissa olevat yhtiöt myös tukevat toisiaan. Jo nyt tästä yhteistyöstä on syntynyt myös uusia liikeideoita ja yhteishankkeita,

Tärkeää on myös se, että yhtiöt voivat käyttää avaruutta ja ESAa markkinoinnissaan. 

Lisäksi Avaruuskiihdyttämö tarjoaa siis tilat sekä mentorointia ja liiketoimintasuunnittelua yrityksille.

Jos olet aloittamassa avaruusalalla tai harkitset sitä, kannattaa ehdottomasti tutkailla olisiko Avaruuskiihdyttämö mahdollisesti oikea paikka.

Lisätietoja on täällä: esabic.fi/apply-now

Neptunuksen suuri pilkku on katoamassa

Ti, 02/20/2018 - 12:12 Jari Mäkinen
Neptunus Hubblen kuvaamana eri aikoina. Kuva: NASA, ESA ja M.H. Wong and A.I. Hsu, UC Berkeley

Kaikki muistavat Jupiterin suuren punaisen pilkun, mutta myös Neptunuksella on pinnallaan valtava pyörremyrsky – tai oli, sillä tämä pilkku on nyt lähes kadonnut. .

Kun Voyager 2 -luotain lensi vuonna 1989 Neptunuksen ohi ja lähetti kaasuplaneetan näkyvän pinnan muodostavasta pilvikerroksesta ensimmäiset kunnolliset kuvat, näkyi kuvissa varsin suomalaishenkinen pallo; sinertävä pinta ja siinä suuri vaalea pyörremyrsky.

Hubblen avaruusteleskoopilla havaittiin samanlainen suuri pilkku 1994, mutta sen jälkeen planeetan kaasukehä näytti olevan rauhallisempi, sillä vasta vuonna 2015 sen pinnalta  äkättiin uusi, suuri pyörremyrsky. Tuolloin Keck-teleskoopilla saatiin siitä paljon ammoisia Hubblen ottamia kuvia parempia ja tarkempia kuvia, ja niiden mukaan planeetan pilvissä oli meneillään uusi hässäkkäkausi.

Pilkut ovat pilvikerroksessa olevia korkeapainealueita, pyörremyrskyjä, joiden syntyä Neptunuksessa ei ymmärretä ihan tarkasti. Ne näyttävät olevan suuria kaasumaisia linssin muotoisia vuoria, jotka kohoavat selvästi muuta pilvikerrosta korkeammalle.

Vuonna 2015 havaittu suuri tumma pilkku sai nimen SDS-2015 (kirjainlyhenne tulee sanoista Great Dark Spot) ja sen kehittymistä havaittiin Hubblella. Kyseessä oli viides Neptunuksesta koskaan havaittu pilkku.

Se oli selvästi pienempi kuin Voyagerin havaitsemat pilkut, mutta vain hieman pienempi kuin sen jälkeen havaitut pilkut. Kooltaan se oli jotakuinkin Atlantin valtameren kokoinen, eli Neptunuksen kokoon verrattuna ei mitenkään valtava, mutta silti selvästi näkyvä.

Pilkun tarinasta on kerrottu seikkaperäisesti juuri ilmestyneessä The Astronomical Journalin artikkelissa

Koska aiemmat Neptunuksen pilkut ovat kadonneet varsin nopeasti, ei tämän pilkun hiipuminen sinällään ollut yllätys. Jupiterissa pyörteet pysyvät nähtävästi satoja vuosia, mutta Neptunuksessa vain muutamia vuosia.

Näin kävikin: pilkku pieneni ja heikkeni. Sen sijaan odotusten vastaisesti se liikkui kohti etelänavan seutuja. Aikaisemmat ovat hivuttautuneet kohti päiväntasaajaa.

Nyt Neptunuksessa on meneillään taas hieman rauhallisempi vaihe – mutta miksi juuri nyt? Sinisen planeetan kaasukehässä on selvästi paljon vielä tutkittavaa.

Tällä haavaa Hubble ja sen kyky tehdä ultraviolettihavaintoja ovat ainoa tapa havaita tarkemmin Neptunusta ja sen kaasukehää, sillä ultraviolettivalon avulla on mahdollista nähdä hieman pilvipinnan alle. Tuleva James Webb -avaruusteleskooppi ei tuo tähän apua juuri lainkaan, sillä se on viritetty katsomaan avaruutta näkyvän valon lisäksi infrapunaisen alueella – mistä on iloa monissa muissa tutkimuksissa, mutta ei niinkään esimerkiksi Neptunuksen pilkkujen tarkemmassa havaitsemisessa.

Ei ihme, että pilkkututkimuksen julkaisseet tutkijat haikailevat nyt uuden, isokokoisen avaruuteen vietävän ultraviolettiteleskoopin perään. Nykyisessä talouspoliittisessa tilanteessa ei sellaiseen ole paljoakaan mahdollisuuksia. Sen sijaan sopii toivoa, että Hubble pysyy toiminnassa vielä senkin jälkeen, kun JSWT on otettu käyttöön.

Kuva: NASA, ESA ja M.H. Wong and A.I. Hsu, UC Berkeley

Kannattaako toimistotöitä tehdä seisaaltaan? – Tutkijoiden mukaan ei

Ma, 02/19/2018 - 18:18 Markus Hotakainen

Istumatyötä tekeville on suositeltu seisomapöytiä, jotta terveys säilyy. Tietokoneen naputtelu seisaaltaan parantaa ryhtiä, vähentää stressiä ja kohentaa mielialaa.

Useiden tutkimusten mukaan paikoilleen jämähtäminen on pahasta ja erityisen huonoksi tilanne on arvioitu ohjelmistoalalla, jolla työpäivätkin tuppaavat venymään pitkiksi. Aika ajoin olisi hyvä nousta jaloittelemaan tai vaihtaa työasento tyystin pystyksi.

Niin ovat monet väittäneet, heidän joukossaan seisomapöytien valmistajat. Jyväskylän yliopistossa tehdyn tutkimuksen mukaan se on paljolti pelkkää markkinointipuhetta: pystyasennosta ei ole juurikaan hyötyä, melkeinpä päinvastoin.

Markus Makkonen, Minna Silvennoinen, Tuula Nousiainen, Arto Pesola ja Mikko Vesisenaho tarkastelivat tutkimuksessaan noin kolmenkymmenen ohjelmistoyrityksen työntekijän fyysistä kuntoa, vireystilaa, stressitasoa ja lihasjännitystä sekä istuma- että seisomatyön yhteydessä.

Tulosten perusteella seisomatyön edut eivät ole ollenkaan ilmeisiä. Ryhmän mukaan se edistää vain aavistuksen fyysistä aktiivisuutta eikä vaikuta vireystilaan laisinkaan. Tarkasteltaessa stressin ja siitä palautumisen välistä tasapainoa seisominen näytti kallistavan vaakaa pikemminkin stressin puolelle. Niskan ja hartianseudun jännitystilat lievenivät, mutta toisaalta lisääntyivät jaloissa. Työpisteen mukavuuteen asennolla ei tutkimuksen mukaan ole vaikutusta.

Seisomatyöllä todettiin olevan vähäisiä vaikutuksia – pulssi nousi keskimäärin 4,2 lyöntiä minuutissa, hapenottokyky parani 0,3 millilitraa kiloa kohti minuutissa, tunnissa kului energiaa 6,1 kilokaloria enemmän ja yläruumiin jännitystilat lievenivät – mutta niiden vastapainoksi suonikohjujen ja alaselän ongelmien riski kasvoi jatkuvasta seisomisesta.

Jos siis työtuoli tuntuu kutsuvalta, istumaan vain. Ja välillä jaloittelemaan.

Tutkimus on julkaistu International Journal of Networking and Virtual Organisations -tiedelehdessä (maksullinen).

Akatemiapalkinnot Matti Jalasvuorelle ja Ville Kivimäelle

Ma, 02/19/2018 - 10:19 Toimitus
Matti Jalasvuori ja Ville Kivimäki. Kuvat: Suomen Akatemia

Viime vuoden akatemiapalkinnot jaettiin tällä kertaa normaalia myöhemmin, vuoden 2018 puolella. Viime torstaina pidetyssä tilaisuudessa akatemiatutkija Matti Jalasvuori Jyväskylän yliopistosta ja tutkijatohtori Ville Kivimäki Tampereen yliopistosta pokkasivat paitsi palkintoina olevat suupuhalletut, lasiset taideteokset, niin myös saivat ansaittua kunniaa.

Palkintoja on siis kaksi, yksi tieteelisestä rohkeudesta ja toinen yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta. 

Määritelmän mukaan Akatemiapalkinto tieteellisestä rohkeudesta myönnetään tieteellisestä rohkeudesta tutkijalle, joka on työssään osoittanut palkinnon nimen mukaisesti poikkeuksellista tieteellistä rohkeutta, luovuutta tai ennakkoluulottomuutta. Palkinnon voi saada esimerkiksi rohkeasta tai omaperäisestä uudesta tutkimusideasta, ennakkoluulottomasta tieteellisten rajojen ylittämisestä tai valmiudesta tutkimuksellisen riskin ottamiseen.

Palkinnon yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta saa tutkija, joka on merkittävällä tavalla tehnyt tunnetuksi tieteellistä tutkimusta tai tutkijan työtä, lisännyt toiminnallaan kiinnostusta tiedettä kohtaan, osallistunut tutkijana yhteiskunnalliseen keskusteluun tai edistänyt muuten tutkimuksen merkitystä, hyödyntämistä ja vaikuttavuutta yhteiskunnassa.

Antibioottiresistenssistä innostunut virustutkija

Tieteellisen rohkeuden palkinnon saanut akatemiatutkija Matti Jalasvuori on virustutkija (otsikkokuvassa vasemmalla), joka on eriskoistunut erityisesti virusten hyötykäytöstä antibiooteille vastustuskykyisten bakteeri-infektioiden hoidossa.

Jalasvuoren tutkimusaiheet ovat kuitenkin olleet vuosien varrella moninaisia. Hän on tutkinut muun muassa virusten ja elämän synnyn yhteyttä, ;virusten alkuperää, virusten ja seksuaalisen lisääntymisen evoluutiota sekä virusten käyttämistä syöpähoitona. 

"Opintojeni loppupuolella tajusin, että geneettisen tiedon siirtyminen organismista toiseen on hyvin merkittävä osa elämää ja viruksilla on siinä iso rooli", Matti Jalasvuori kertoo.

"Ymmärryksemme tästä kokonaisuudesta on kuitenkin vielä kovin vajavainen. Se on sittemmin toiminut yhdistävänä tekijänä hyvinkin erilaisissa tutkimuksissa, joiden pariin olen usein päätynyt vain, koska olen unohtunut pohtimaan tieteellisiä ongelmia illasta toiseen. Tällä niin sanotulla horisontaalisella geeninsiirrolla on myös paljon käytännön sovelluksia, ja se on pitkälti syypää antibioottivastustuskyvyn nopeaan leviämiseen."

Antibioottivastustuskyky on yksi merkittävimmistä ja kiireellisimmistä lääketieteen ongelmista.

Jalasvuori tutkii antibioottivastustuskyvyn leviämistä bakteereissa ja kehittää uudenlaisia virus- ja plasmidipohjaisia keinoja tämän vastustuskyvyn leviämisen estämiseksi.

Tutkimuksessaan hän yhdistää virustutkimuksen osaamistaan rohkean monitieteisellä tavalla, ja luo näin mahdollisuuksia uudenlaisten ratkaisujen löytymiseen antibioottivastustuskyvyn käytännön haasteisiin.

Jyväskylän yliopistossa työskentelevä Jalasvuori on julkaissut yleistajuisen Virus – elämän   synnyttäjä, kuoleman kylväjä, ajatusten tartuttaja -teoksen.

Hulluuden historiaa

Yhteiskunnallisesen vaikuttavuuden palkinnon sai tutkijatohtori Ville Kivimäki.

Otsikkokuvassa oikealla oleva Kivimäki on historioitsija, joka on tutkimuksissaan käsitellyt erityisesti sota-ajan sosiaali- ja kulttuurihistoriaa sekä mielenterveyden ja psykiatrian historiaa.

Palkintoperustelujen mukaan hän kykenee tutkimusotteensa kautta avaamaan keskustelua Suomen historiassa pitkään vaietuista, monia koskettaneista, kivuliaistakin aiheista.

Hänen tutkimuksensa ovat esimerkiksi nostaneet näkyville sodan piileviä vaikutuksia ja lähentäneet näin eri sukupolvien kokemuksia. Ymmärrys siitä, kuinka monin tavoin sota vaikuttaa yksilöihin ja yhteiskuntaan, voi auttaa hahmottamaan paremmin myös oman aikamme väkivaltaisten konfliktien seurauksia.

Tampereen yliopistossa dosenttina toimiva Kivimäki tuo tutkimustaan ja historian aineistoja laajasti yleisön ulottuville ja julkaisee paljon suomeksi. Muun muassa hänen väitöskirjaansa pohjautunut teos Murtuneet mielet sai Vuoden historiateos- ja Tieto-Finlandia -palkinnot vuonna 2013.  

”Erityisesti juuri historioitsijoilla on toinen yleisö akateemisen tutkijayhteisön ulkopuolella. Suomessa on erittäin sivistynyt suuri lukijakunta, joka harrastaa laajasti historiantutkimusta ja täyttää penkit historiaa käsittelevissä yleisötilaisuuksissa”, Kivimäki toteaa.

”Tämän yleisön kanssa historiantutkijat keskustelevat menneisyyden ja nykyisyyden suhteesta – ja siis myös nykyhetkestä ja tulevaisuudesta. Tälle yleisölle kirjoittaminen on tutkijoiden tehtävä siinä missä kansainväliselle tiedeyhteisöllekin kirjoittaminen.”

Kivimäen mielestä on mahdotonta mitata tämän keskustelun arvoa tai merkitystä, mutta monien aiheiden kannalta historiantutkimuksen yhteiskunnallinen vaikutus syntyy juuri keskustelussa suuren yleisön kanssa.

Juttu on Suomen Akatemian tiedote lähes suoraan kopioituna.

Suurelta sokerisalaliittoteorialta putosi pohja

Su, 02/18/2018 - 16:20 Markus Hotakainen

Länsimaissa ylipaino on saanut epidemian mittasuhteet ja syitä siihen on etsitty niin silavasta kuin sokeristakin.

Syyttävin sormi on osoittanut rasvaan ja nimenomaan koviin rasvoihin. Erilaisilla ravitsemusprojekteilla ihmisiä on opastettu siirtymään voista vähemmän haitallisiin levitteisiin ja kasvirasvoihin, joilla on jopa terveyttä edistäviä ominaisuuksia.

Sokerin osuus on jäänyt vähemmälle huomiolle, vaikka silläkin on kiistattomat haittavaikutuksensa. Niistä ei kuitenkaan ole puhuttu niin paljon ja tämän vaiteliaisuuden taustalla on nähty suuri salaliitto.

Yleisesti on väitetty – niin tieteellisissä artikkeleissa kuin populaarijulkaisuissa – että 1960-luvulla amerikkalainen sokeriteollisuus lahjoi tutkijoita vähättelemään sokerin haittoja ja korostamaan rasvojen yhteyttä sydän- ja verisuonitauteihin.

Columbian ja New Yorkin yliopiston tutkijat ovat käyneet läpi dokumentteja, joita on pidetty vankkana todisteena siitä, että rahoittamalla Harvardin yliopiston ravitsemustieteilijöiden tutkimuksia sokeriteollisuus yritti pestä kätensä ja siirtää huomion toisaalle – eli rasvojen haitallisuuteen.

David Merritt Johns ja Gerald M. Oppenheimer ovat arkistotutkimuksissaan päätyneet siihen, että todisteet ovat hataria tai oikeastaan olemattomia. Heidän tarkoituksensa ei ole puolustaa sokeriteollisuutta tai väittää, etteikö sokeri vastaan rasva -keskustelussa olisi taktikointia puolin ja toisin.

Johnsin ja Oppenheimerin mukaan aiemmat asiantuntijat ovat kuitenkin tulkinneet samaa aineistoa virheellisesti ja päätyneet vääriin johtopäätöksiin sokeriteollisuuden roolista.

1960-luvun puolivälissä Harvardin tutkijat päätyivät D. Mark Hegstedin johdolla tulokseen, jonka mukaan voin käyttö aiheuttaa kolesteroliarvojen kohoamista. Saman tutkimuksen mukaan sokerilla ei olisi siihen juurikaan vaikutusta.

Tutkimus ei kuitenkaan ollut sokeri- vaan maitoteollisuuden rahoittama. Vasta myöhemmin, kun yllättävät tulokset julkaistiin ja ne tulivat laajempaan tietoisuuteen, "sokeripuolue" alkoi nostaa profiiliaan ja antaa avokätisemmin rahaa alan tutkimukseen.

Johns ja Oppenheimer tähdentävät myös, että 1950- ja 1960-luvuilla ravitsemustutkimuksessa tehtiin jatkuvasti läheistä yhteistyötä teollisuuden kanssa – aivan kuten nykyisinkin. Sekä rasvojen että sokerin haitallisuuteen päätyneet tutkijat saivat rahoitusta alan yrityksiltä, jotka yrittivät korostaa omien tuotteidensa terveellisyyttä – aivan kuten nykyisinkin.

"Analyysimme osoittaa, miten tieteen salaliittoteoriat voivat vääristää historiaa, kun niillä yritetään edistää nykypäivän tavoitteita, ja peittää alleen aitoa epävarmuutta, joka liittyy tieteelliseen tutkimukseen. Se haittaa yrityksiä laatia hyviä, todisteisiin nojaavia toimintalinjoja", tutkijat toteavat.

Salaliittoteorian kumoamisesta kerrottiin Columbian yliopiston uutissivulla ja tutkimus on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Markus Hotakainen

Ehtymätön luonnonvara – eestaas sahaavasta lämpötilasta saadaan sähköä

Su, 02/18/2018 - 11:02 Markus Hotakainen

Maanantaina yhtä, tiistaina toista, keskiviikkona kolmatta. Suojasäätä ja paukkupakkasia, milloin mitäkin. Ja öisin tietysti kylmempää kuin päivällä.

Lämpötilat vaihtelevat maailman eri kolkissa sekä vuoden- että vuorokaudenaikojen mukana. Vaikka ilmasto lämpenee kaiken aikaa, vaihtelu säilyy. Se voi yllättäen tarjota ehtymättömän energianlähteen.

Lämpösähköisessä ilmiössä lämpötilaero tuottaa sähkövirtaa tai päin vastoin eli sähkövirralla saadaan aikaan lämpötilaero. Ilmiötä käytetään hyväksi esimerkiksi lämpömittareissa ja jäähdytyslaitteistossa, mutta nyt Massachusettsin teknillisessä korkeakoulussa se on valjastettu sähköntuotantoon.

Uutta on se, että uusi tekniikka ei vaadi samanaikaisesti kahta eri lämpötilaa, vaan se tuottaa sähköä nimenomaan lämpötilan vaihteluista päivän ja yön välillä.

Näennäisesti tekniikan ytimenä oleva lämpöresonaattori tuottaa sähköä tyhjästä, koska lämpötilaerot eivät "näy", niitä ei tarvitse eikä edes voi tankata eivätkä ne todellakaan lopu kesken.

Ainakaan toistaiseksi tekniikalla ei pystytä tuottamaan sähköä kovin tehokkaasti, mutta sillä saattaa olla merkittäviä sovelluksia muiden sähköntuotantomenetelmien varajärjestelmänä. Ja erityisesti käyttökohteissa, joissa vaaditaan taattua sähkövirtaa olosuhteista riippumatta.

Lämpöresonaattoriin perustuva laitteisto toimii säällä kuin säällä, kunhan lämpötilassa tapahtuu vaihteluita.

Tekniikan keskeinen haaste oli kehittää materiaali, joka sekä varastoi että johtaa lämpöä hyvin: useimmat aineet ovat toimivia vain toisen ominaisuuden suhteen. MIT:n tutkijaryhmä onnistui valmistamaan grafeenilla pinnoitettua, rakenteeltaan vaahtomaista metallia, johon on sekoitettu vahamaista oktadekaania. Sen olomuoto muuttuu kiinteästä nestemäiseksi halutussa lämpötilassa.

Lämpö varastoituu olomuotoaan muuttavaan oktadekaaniin ja grafeenin avulla saadaan aikaan hyvä lämmönjohtavuus. Kokeissa todettiin, että "ihmeaineen" avulla kymmenen asteen lämpötilaerolla saadaan tuotettua 350 millivoltin jännite 1,3 milliwatin teholla. Ei järisyttävän suuria lukemia, mutta riittäviä esimerkiksi etänä toimivien erilaisten mittauslaitteistojen pyörittämiseen.

Erityisen hyödyllinen uusi tekniikka olisi kohteissa, joissa joudutaan käyttämään useampia vaihtoehtoisia sähköntuotantomenetelmiä tai paikoissa, joihin on mahdoton lähteä tekemään korjauksia, jos tekniikka pettää. Yksi mahdollinen kohde olisivat esimerkiksi Mars-kulkijat, jotka tähän saakka ovat perustaneet toimintansa joko aurinkoenergiaan tai radioaktiiviseen hajoamiseen.

Uudesta tekniikasta kerrottiin MIT:n uutissivulla ja tutkimus on julkaistu Nature Communications -tiedelehdessä.

Kuva: Justin Raymond

Kuka on haravoinut Marsin maankamaraa?

La, 02/17/2018 - 10:53 Markus Hotakainen

NASAn Mars-kulkija Opportunity on nähnyt punaisen planeetan pinnalla jo 5 000 auringonnousua. Tammikuussa 2004 määränpäähänsä saapuneen robotin oli määrä toimia 90 Marsin vuorokauden ajan, joten "takuuaika" on ylitetty roimasti.

Sisarkulkija Spirit jämähti hiekkaan keväällä 2009 ja yhteys katkaistiin kaksi vuotta myöhemmin, mutta sinnikäs Opportunity jatkaa tutkimuksiaan Endeavour-kraatterissa, jonka reunamille se ehätti vuonna 2011. Nyt Opportunity on löytänyt kraatterin sisärinteeltä muodostelmia, jotka muistuttavat Maasta tuttuja roudan synnyttämiä kivijuovia.

Syynä voivat olla myös kovat tuulet, pienet maanvyörymät tai niiden yhdistelmä. Joka tapauksessa maankamara näyttää siltä kuin se olisi vastikään haravoitu.

Opportunityn tutkiman alueen, Perseverance Valleyn, alkuperää ei vielä tunneta. Se on saattanut syntyä yhtä lailla veden, jään kuin tuulenkin vaikutuksesta.

Kivijuovien löytyminen voi tarjota johtolankoja asian selvittämiseksi, mutta toistaiseksi tutkijat eivät tiedä varmuudella niidenkään syntymiseen johtanutta prosessia. Tai edes juovien ikää: ovatko ne tuoreita muodostelmia vai peräisin Marsin muinaisuudesta.

Punaisen planeetan ilmasto on vaihdellut vuosimiljoonien ja -miljardien kuluessa, sillä sen pyörimisakselin kaltevuudessa on tapahtunut mahdollisesti jopa kymmenien asteiden vaihteluita.

Yksi mahdollisuus on, että kivijuovat ovat syntyneet, kun Marsissa on aika ajoin satanut lunta. Sitä olisi kertynyt rinteisiin ja sulaessaan lumi olisi imeytynyt vetenä maaperään.

Lämpötilan vaihdellessa maa olisi välillä routaantunut ja välillä taas sulanut, jolloin kiviä kulkeutuu vähitellen syvemmältä pinnalle. Se selittäisi kivijuovien synnyn: samanlainen ilmiö on myös Maassa esiintyvien juovien taustalla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Kyllä, tunteet näkyvät aivoissamme

To, 02/15/2018 - 23:52 Toimitus
Kuvitusta aivoista ja tunteista

Kaikki tietävät, että tunteita on helppo nähdä jopa silmämääräisesti esimerkiksi kasvonilmeiden, kehon tuntemusten ja yksilöllisisten kokemusten perusteella. Toistaiseksi kuitenkaan ei tiedetä, onko eri tunteilla myös niin erilainen aivoperusta, että tunteita voitaisiin erotella toisistaan pelkän aivojen toiminnan perusteella.

Huomenna perjantaina Aalto-yliopistossa väittelevä Heini Saarimäki on selvitellyt tutkimuksessaan tätä asiaa: millaisia ovat eri tunnetilojen vaikutukset aivojen toimintaan ja eri aivoalueiden välisiin yhteyksiin?

Väitöskirjan osatutkimuksissa mitattiin elokuvien, tarinoiden ja henkilökohtaisten muistojen herättämien tunnetilojen vaikutuksia aivojen toimintaan ja eri aivoalueiden välisiin yhteyksiin yhdistämällä koneoppimismenetelmiä aivojen toiminnalliseen magneettikuvaukseen (fMRI).

Tulokset osoittivat, että eri tunnetiloilla on todellakin oma aivoperustansa – siis tunteita voi tunnistaa aivojen toiminnasta.

Mitä samankaltaisemmaksi kaksi tunnetta koetaan, sitä samankaltaisempi aivotoiminta niihin liittyy. Tunteet muokkaavat koko aivojen toimintaa ja eri aivoalueiden välisiä yhteyksiä ja vaikuttavat sitä kautta kaikkeen kehomme ja mielemme toimintaan.

Tarkalleen ottaen tutkimustulokset valottavat erilaisten tunteiden aivoperustaa sekä tämän yhteyksiä tietoisiin tunnekokemuksiimme.

Ne lisäävät ymmärrystämme eri tunteiden merkityksestä ja taustasta sekä niiden vaikutuksesta kehoomme ja mieleemme. Tietoa voidaan hyödyntää myös erilaisten tunne-elämän häiriöiden hoidossa.

Aalto-yliopiston Neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella on tutkittu paljon aivojen toimintaa eri kuvantamismenetelmillä. Käytössä heillä on kolme erilaista aivokuvantamislaboratoriota: Aalto TMS (Navigoitu transkraniaalinen magneettistimulaatio, nTMS), Advanced magnetic imaging (AMI)-keskus (toiminnallinen magneettikuvaus, fMRI) ja MEG Core (magnetoenkefalografia, MEG).

Jos asia kiinnostaa enemmänkin, Heini Saarimäen väitöskirjan voi lukea täällä: Decoding emotions from brain activity and connectivity patterns.

*

Juttu perustuu Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Video: Miten tiede auttoi tekemään Charlie Chaplinista elokuvan ensimmäisen supertähden?

Chaplinin tuntevat kaikki, mutta miksi? Koska hän oli oikeaan aikaan oikeassa paikassa ja osasi hyödyntää hyvin aikansa uuden, ihmeellisen mediamuodon olemusta yhdistäen sen suosittuun vaudevilleen.

”JoulukalenteriChaplin eli perheineen viimeiset vuosikymmenensä Sveitsissä, Genevejärven rannalla Veveyssä.

Hänen kotitalonsa on nykyisin mainiosti tehty museo, Chaplin's World, joka auttaa tutustumaan hyvin paitsi hänen elämäänsä, niin myös siihen, miksi hän tuli niin kuuluisaksi: hän osasi käyttää aikansa high-techiä – elokuvaa – taiturimaisesti.

Kotitalon viereen on rakennettu "studio", missä on hyvin tehtyjä kopioita Chaplinin elokuvien lavasteista ja tapahtumista. Niihin pääsee itse seikkailemaan ja ikään kuin mukaan elokuviin. Lisäksi studio kertoo elokuvateosta aikaan, jolloin elokuva oli nuori: eräs hienoimmista huoneista (kirjoittajan mielestä) on filmilaboratorio, joka kertoo sykähdyttää tieteestä innostuneita huomaaman mistä oikein oli kyse: kemiasta ja tekniikasta.

Niiden huima kehitys viime vuosisadan alussa teki ajan juuri sopivaksi Chaplinin kaltaiselle nuorelle rasavillille, joka osasi muuttaa vaudevillen elokuvien slapstickiksi ja ja edelleen pelkästä koheltamisesta taiteeksi – elokuviksi, jotka naurattavat ja itkettävät, joissa on koko elämän kirjo.

Museo näyttää myös hyvin sen, miten tekniikan ja tieteen kehitys on ollut taustalla hänen elokuvissaan.

Kuten videolla selitetään, oli Chaplin itse kiinnostunut näistä ja siitä, miten ne muuttivat yhteiskuntaa. Hän ystävystyi muun muassa Einsteinin kanssa ja luki paljon tiedettä.

Hän katsoi monissa elokuvissaan tekniikan kehitystä osin ihaillen, osin kritisoiden. Nykyaika, Modern times, on tästä äärimmäinen esimerkki – koko elokuva rakentuu tekniikan varaan.

Jos uransa alussa Chaplin oli edellä aikaansa, hän oli yksi mykän elokuvan sankareista, joille siirtyminen ääniaikaan oli vaikeaa. Monista poiketen hän onnistui siinä, mutta Kulkuri jäi mykkäaikaan.

Mitä ääneen tulee, niin museon äänimaailma on tehty vallan mainiosti. Samoin filminäytteitä on paljon. 

Chaplin's World on todellakin paikka, missä kannattaa käydä. Sinne pääsee kätevästi junallakin Genevestä (noin tunnin matka) tai Lausannesta (20 min matka); Veveyssä voi ottaa asemalta bussin tai kävellä ... tosin kartan noin kilometri on lähes tuplasti, koska tie vie mutkitellen ylämäkeen.

 

Vesi voi esiintyä nestemäisessä olomuodossa vielä sadassa pakkasasteessa

To, 02/15/2018 - 16:48 Markus Hotakainen

Etenkin täällä "tuhansien järvien maassa" vesi mielletään tuttuakin tutummaksi aineeksi, mutta todellisuudessa sillä on useita tosi omituisia ominaisuuksia.

Jään kelluminen ei ole kenellekään yllätys: kiinteässä olomuodossa veden tiheys on pienempi kuin nestemäisessä. Siihen perustuu vesistöjen jäätyminen sillä tavoin kuin ne pakkasten tullen jäätyvät.

Yllättävämpää on, että jäästä tunnetaan 17 erilaisia muotoa ja toisaalta vesi voi esiintyä nesteenä ankarassakin pakkasessa.

Vedellä on teoreettisesti päätelty olevan myös hyvin harva-aineinen nestemäinen olomuoto, mutta sen tuottaminen on osoittautunut hankalaksi. Nyt Chuanlong Lin, Jesse Smith, Stanislav Sinogeikin ja Guoyin Shen ovat siinä onnistuneet.

Veden tiheys normaalioloissa on gramma kuutiosenttimetriä kohti eli litra vettä painaa kilon. Tiheys voi olla lämpötilasta riippuen jotain muutakin, joko suurempi tai pienempi, mutta etenkin "harvan" veden tutkimus on vaikeaa, koska sellaiseen olomuotoon on siirryttävä asteittain melkein yhtä hankalien, painetta ja lämpötilaa laskevien, vaiheiden kautta.

Carnegie-instituutin tutkijaryhmä käytti uutta tekniikkaa, jolla painetta pystytään alentamaan hyvin nopeasti. He muuttivat korkeassa paineessa esiintyvää kiteistä "jää-VIII:aa" rakenteeltaan timanttia muistuttavaksi "jää-Ic:ksi", jota esiintyy lämpötilavälillä 140–165 kelviniä eli 133–108 celsiusastetta pakkasta.

Röntgensäteilyn avulla tutkijat pystyivät havaitsemaan, että tiheydeltään alhaista nestemäistä vettä esiintyi noin puolen sekunnin ajan -108 celsiusasteen lämpötilassa.

Oleellista oli paineen alentaminen hyvin nopeasti, lähes 50 gigapascalia sekunnissa. Jos paineenalennus tapahtui hitaasti, alle 0,01 gigapascalia sekunnissa, jää-VIII muuttui vaiheittain muiksi jään muodoiksi ilman nestemäistä, joskin lyhytaikaista välivaihetta.

Hyisestä vedestä kerrottiin Garnegie-instituutin uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedejulkaisussa.

Kuva: Chuanlong Lin & Guoyin Shen

Musta aukko on kääräissyt kaasusta ja pölystä ympärilleen pyörivän donitsin

Ke, 02/14/2018 - 20:16 Markus Hotakainen

Chilessä Atacaman autiomaassa sijaitsevalla ALMA-teleskooppikompleksilla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) on tehty huipputarkkoja havaintoja supermassiivisesta mustasta aukosta. Tai siis sen lähiympäristöstä.

Valaskalan tähdistön suunnassa noin 47 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitsevan Messier 77 -galaksin keskuksessa on 10–15 miljoonan Auringon massainen musta aukko. Nyt sen ympärillä on "nähty" tiheä kaasu- ja pölyrengas, joka pyörii vinhasti.

Supermassiivisilla mustilla aukoilla on jo pitkään arveltu olevan ympärillään tällaisia rakenteita, mutta nyt sellaisesta onnistuttiin tekemään ensimmäisen kerran tarkkoja havaintoja. Varsinaista valokuvaa donitsista ei saatu, sillä havainnot tehtiin radioaallonpituuksilla.

Jokseenkin kaikkien galaksien keskuksessa lymyilee supermassiivinen musta aukko. Mustan aukon massan tiedetään noudattelevan galaksin massaa varsin suoraviivaisesti eli mitä suurempi galaksi, sitä massiivisempi musta aukko.

Ongelmana on kuitenkin se, että mustien aukkojen ja galaksien kokoero on hyvin suuri: kerroin on noin 10 miljardia. Tutkijoiden on vaikea selittää, miten niin erikokoiset "kappaleet" voivat vaikuttaa suoraan toisiinsa.

M77 tarjoaa oivan kohteen tällaisen vuorovaikutuksen tarkastelulle, sillä sen keskusalue on luokiteltu "aktiiviseksi galaksinytimeksi" (active galactic nucleus eli AGN). Mustaan aukkoon syöksyy kaiken aikaa ainetta, joka ennen katoamistaan kosmiseen nieluun säteilee voimakkaasti.

 

Masatoshi Imanishin johtama ryhmä teki ALMA-teleskoopilla havaintoja mustan aukon ympäristöstä ja sai muodostettua kuvan kaasu- ja pölypilvistä. Mikä tärkeintä, havainnot paljastivat myös munkkirinkilää muistuttavan pilven pyörimisliikkeen, joka vastaa teorioiden ennustetta.

"Tähtitieteilijät ovat olettaneet aktiivisten galaksinydinten havaittujen ominaisuuksien perusteella, että supermassiivisen mustan aukon ympärillä on pölyn ja kaasun muodostama pyörivä donitsimainen rakenne", Imanishi kertoo. "Se on kooltaan hyvin pieni, mutta ALMAn huippuerotuskyvyllä onnistuimme vihdoin erottamaan renkaan."

Havaintoja tehtiin sekä syaanivedyn (HCN) että formyyli-ionin (HCO+) lähettämän mikroaaltosäteilyn aallonpituuksilla. Sitä syntyy ainoastaan tiheässä kaasussa, jollaisesta mustan aukon donitsin arveltiin koostuvan.

Oletus piti kutinsa. Havaintojen perusteella saatiin määritettyä noin 40 valovuoden läpimittaisen renkaan rakenteen lisäksi doppler-ilmiön perusteella sen pyörimisliike. Pikkukuvassa punaisena erottuva alue etääntyy meistä ja sinisenä erottuva alue lähestyy meitä.

Donitsin pyörimisliike ei kuitenkaan ole säännöllistä, joten galaksin keskusalueilla on jossakin vaiheessa tapahtunut rajuja mullistuksia. Yksi mahdollisuus on, että M77 on jossain vaiheessa törmännyt ja sulautunut yhteen pienemmän galaksin kanssa.

Donitsista kerrottiin ALMA-teleskoopin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Imanishi et al./NASA/ESA Hubble Space Telescope/A. van der Hoeven

Video: Unohda ovia avaava robotti – tässä tulevat slalomrobotit

Etelä-Koreassa on pidetty olympiahengessä samaan aikaan ihmiskisojen kanssa mäkeä laskevien robottien kilpailu. Pyeongchangin sijaan paikka oli lähellä sijaitseva Hoengseong – ja videon perusteella voi todeta, että tässä lajissa ihmiset ovat vielä paljon parempia.


Viime päivinä netissä on kiertänyt tuorein Boston Dynamics -yhtiön video, missä heidän taitava robottinsa avaa oven kahvasta.

Jotta robotit voisivat tulla oikeasti meitä auttamaan, pitää niistä tosiaankin saada sellaisia, että ne pystyvät toimimaan samaan tapaan kuin ihmiset.

Hiihtäminen tuskin on ensimmäinen kotitalousrobotin eteen tuleva tehtävä, mutta mäenlasku suksilla vaatii tarkkaa havainnontekoa ympäristöstä, hienostuneita liikkeitä ja tätä kaikkea nopeasti reaaliajassa. Se on siis erinomainen tapa kehittää ja demonstroida monimutkaisia tekniikoita, jotka ovat hyödyksi roboteille kaikenlaisissa tehtävissä.

Etelä-Korealle olympialaisten aikaan järjestettävä maailman ensimmäinen robottihiihtokilpailu on luonnollisesti näyteikkuna maan omaan, korkeatasoiseen robotiikkaan.

Maanantaina kahdeksan yliopistojen ja yritysten tekemää robottia kisasivat pokaalista.

Ne laskivat alas vaatimattoman, vain 80-metrisen pujotteluradan, jossa oli viisi porttia.

Kylmä, tuulinen sää vaikeutti kilpailua, ja suurin osa kisaajista meni nurin tai ajautui ulos radalta kesken kaiken.

Mäenlasku ei ole lainkaan helppoa, jos asiaa kysyy robottisuunnittelijalta. Robotin pitää tehdä koko ajan nopeasti eri laittein havaintoja ympäristöstään ja säätää sen mukaan tarkasti useita moottoreita, jotka muuttavat robotin asentoa, suksien kulmaa ja massakeskipistettä. 

Havaintojen tekeminen on erityisen hankalaa. Useissa roboteissa oli stereokameroiden lisäksi erilaisia tutkia, mutta esimerkiksi vaaleassa, auringonpaisteisessa lumipinnassa olevat varjot ovat hankalia, samoin kuin porttien eri väriset liput. 

Robotit saivatkin pisteitä pujotteluporttien oikeasta läpäisemisestä ja lisäksi mitattiin aika, jonka ne käyttivät radan läpi laskemiseen.

Voittajaksi tuli Mini Robot -yhtiön 75 cm korkea ja 12 kiloa painava Taekwon V, joka sai viisi pistettä ja ajan 18 sekuntia. Toiseksi tuli Pohangin teknillisen yliopiston osana olevan Korean robotti-instituutin Skiro, joka oli puolestaan 80 cm korkea ja 15 kg massaltaan. Se sai myös viisi pistettä, mutta aika oli hieman huonompi, 22,25 sekuntia.

Kolmanneksi tullut Kookminin yliopiston RoK-2 oli puolestaan kookkaampi, 140 cm korkea ja massaltaan 30 kg. Se sai vain kaksi pistettä, joskin aika oli edeltäviin verrattuna kohtalainen, 15,46 sekuntia.

Videon on tehnyt The Korea Herald.

Tarkempi tutkimus kadotti Rosette-sumusta yhden ulottuvuuden

Ke, 02/14/2018 - 07:43 Markus Hotakainen

Ystävänpäivään sopivasti ruusua muistuttavasta Rosette-sumusta on tarjolla uutta tietoa. Yllättäen kaasupilvi onkin muodoltaan kuin lituskainen levy.

Yksisarvisen tähdistön suunnassa hieman yli 5 000 valovuoden etäisyydellä sijaitseva, suurimmaksi osaksi vedystä koostuva kaasupilvi, on läpimitaltaan noin 130 valovuotta. Rosette-sumun keskellä olevan tähtijoukon löysi John Flamsteed vuonna 1690, mutta ensimmäiset vihjeet joukkoa ympäröivästä kaasupilvestä äkkäsi John Herschel vasta noin 150 vuotta myöhemmin.

Myöhempiä tähtitieteilijöitä on askarruttanut sumun keskellä oleva aukko, jossa tähtijoukko majailee. Sen tiedetään syntyneen joukkoon kuuluvista jättiläistähdistä puhaltavan tähtituulen vaikutuksesta, mutta aukko näyttää olevan kooltaan liian pieni.

Tähdet ovat muutaman miljoonan vuoden ikäisiä ja sinä aikana tähtituulen olisi pitänyt kovertaa pilven keskelle paljon suurempi onkalo. Aikaisemmin tälle ajan ja avaruuden väliselle ristiriidalle ei ole löytynyt ratkaisua, mutta nyt tutkijat ovat päässeet jäljille.

Leedsin ja Keele-yliopistojen tähtitieteilijät ovat päätyneet tietokonemallinnusten perusteella siihen, että Rosette-sumu ei ilmeisesti olekaan muodoltaan pallomainen, kuten kuvien perusteella voisi päätellä, tai edes kiekkomainen. Se on ilmeisesti vain ohut kaasuseinämä, kuin jättimäinen jälkiuunileipä.

Keskellä olevan joukon tähtituuli puhaltaa suurimmaksi osaksi kohtisuoraan sumun tasoa vastaan eli suunnilleen meitä kohti ja meistä poispäin. Siksi sumun keskellä oleva reikä on jäänyt paljon pienemmäksi, vain noin kymmenesosaan siitä, mitä sen pitäisi ikänsä puolesta olla.

Tutkimusta johtaneen Christopher Wareingin mukaan simulaatioissa testattiin erilaisia kaasupilven muotoja: palloa, jossa on tihentymiä, kiekkoa, jossa on säikeitä, ja ohutta levyä.

"Ohut levy tuotti sumun havaitut ominaisuudet – aukon koon, muodon ja magneettikentän suunnan – ajassa, joka vastaa keskustähtien ikää ja tähtituulen voimakkuutta", Wareing listaa.

Yllättävä tulos perustui pitkälti Gaia-luotaimen tekemään kartoitukseen. Euroopan avaruusjärjestön hankkeessa määritetään tarkasti miljardin tähden etäisyys ja sijainti taivaalla. Samalla kootaan tietoa tähtien muista ominaisuuksista, kuten koostumuksesta ja liikkeestä.

Gaia-kartoitus on antanut myös Rosette-sumun keskellä olevista tähdistä uutta tietoa, jota on voitu hyödyntää uudessa tutkimuksessa. Mallinnus tehtiin Leedsin laskentakeskuksen supertietokoneella ja se kesti muutaman viikon. Kaikkiaan yhdeksän simulaation ajo tavallisella pöytäkoneella olisi vienyt aikaa melkein 60 vuotta.

Rosette-sumun muodosta kerrottiin Leedsin yliopiston uutissivulla ja tutkimus on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Kuva: Nick Wright, Keele University/IPHAS Collaboration

No nyt on hiukkasfyysikko hyvin iloinen: W-bosoni sai tarkan massan

Ti, 02/13/2018 - 23:30 Jari Mäkinen
Kuva hiukkastörmäyksestä ATLAS-koeasemassa

Eräs jännimmistä ja tärkeimmistä alkeishiukkasista, W-bosoni, nousi kuuluisuuteen vuonna 1984, kun sen löytämisestä annettiin Nobelin palkinto. Löytö tapahtui Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNissä vuotta aikaisemmin, mutta vasta nyt, yli 30 vuotta myöhemmin, on vaakaa selvästi karsastaneen hiukkasen tarkka massa saatu selville.

W-bosonin nimi tulee sanasta weak, eli heikko, ja se puolestaan johtuu siitä, että tämä hiukkanen on fysiikan erään perusvoiman, heikon ydinvoiman välittäjähiukkanen. Heikko ydinvoima on tärkeässä osassa mm. radioaktiivisessa hajoamisessa sekä ydinfissiossa.

Kyseessä on hiukkaseksi varsin suurimassainen hiukkanen, mikä on tiedetty jo pitkään – itse asiassa teoreettisesti jo ennen hiukkasen löytämistä. Massan tarkka mittaaminen on osoittautunut erittäin vaikeaksi, mutta nyt siinä on onnistuttu: tästä kertova artikkeli ilmestyi eilen European Physical Journal C -julkaisussa.

Massa on 80370±19 MeV ja se onnistuttiin määrittämään CERNin LHC-hiukkaskiihdyttimen ATLAS-koeaseman tekemien havaintojen perusteella. 

Fyysikot voivat paitsi olla iloisia lukuarvon saamisesta selville näin tarkasti, niin myös siitä, että luku on hyvin tarkalleen se, mitä hiukkasfysiikan perusteoria, niin sanottu standardimalli ennustaa.

Tulos on saatu tutkimalla kaikkiaan 14 miljoonaa W-bosonin tuottanutta hiukkastörmäystä, jotka havaittiin ATLAS-koeasemalla vuonna 2011. LHC-kiihdytin toimi tuolloin alkuperäisellä seitsemän teraelektronivoltin energialla, eli tämän jälkeen saadut havainnot ovat vieläkin parempia. Niitä ei kuitenkaan ole vielä saatu mukaan tähän tutkimukseen, missä pelkkä tietojen käsittely vei viisi vuotta.

W-bosonin massan tarkka määrittäminen auttaa täsmentämään standardimallia, koska siinä melkeinpä kaikki vaikuttaa kaikkeen. Erityisen tärkeää W:n parempi tunteminen on viime vuosina tunnetuksi tulleen Higgsin bosonin tarkemman ymmärtämisen kannalta.

Mikäli W-bosonin havaittu massa olisi ollut olennaisesti erilainen teoreetikkojen laskemaan massaan verrattuna, olisi edessä ollut mahdollisesti jokin uusi ilmiö, mistä ei aikaisemmin ole ollut tietoa. Nyt näyttää siltä, että sellaista ei ole – toisaalta onneksi, toisaalta valitettavasti.

Avain tarkan massan mittaamisessa oli W-bosonin läheinen kumppani, Z-bosoni, jonka avulla ATLAS-koeaseman havainnot pystyttiin kalibroimaan erittäin tarkasti.

Alla on CERNin julkaisema video aiheesta:

Tiedetuubin Klubi on yllättäen nyt ajan hermolla, koska klubilaiset pääsevät tutustumaan paitsi CERNiin yleisesti, niin erityisesti juuri ATLAS-koeasemaan nyt torstaina. Seuraamme matkaa myös täällä Tiedetuubissa.

Mars 2020 -kulkija vie palasen punaista planeettaa takaisin kotiin

Ti, 02/13/2018 - 22:42 Markus Hotakainen

Omanista löytyi vuonna 1999 yli 8,5-kiloinen meteoriitti, jonka todettiin olevan peräisin Marsista. Nyt pieni palanen planeettainvälisestä kulkurista palaa takaisin lähtöpaikkaansa.

Meteoriitista, joka on viralliselta nimeltään Sayh al Uhaymir 008 (SaU008), sahattu palanen ei matkaa Marsiin pelkästään nostalgiasyistä. Sitä käytetään kulkijan lasertutkimuslaitteen kalibrointikohteena.

SHERLOC-instrumentin (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) avulla pystytään erottamaan punaisen planeetan kivistä rakenteita, jotka ovat kooltaan ihmishiuksen paksuuden luokkaa. Jotta kaivattu tarkkuus saavutettaisiin, laserlaitteiston säätöjen on oltava täsmälleen kohdallaan.

Aikaisempienkin kulkijoiden mukana on ollut eri instrumentteja varten kalibrointikappaleita, mutta nyt turvaudutaan ensimmäistä kertaa "halpojen kopioiden" sijasta ehtaan tavaraan eli alkujaan Marsista peräisin olevaan kivenkappaleeseen.

Marsin suuret lämpötilanvaihtelut vaikuttavat kulkijan laitteisiin, samoin liikkuminen erilaisissa maastoissa. Siksi instrumentteja, tässä tapauksessa SHERLOCia, on aika ajoin justeerattava, jotta mittaustulokset ovat riittävän laadukkaita ja ennen kaikkea vertailukelpoisia keskenään.

SHERLOC on ensimmäinen rikostutkinnasta tuttuja menetelmiä käyttävä instrumentti, joka matkaa Marsiin. Kun ultraviolettisäteilyllä "valaistaan" hiiltä sisältäviä kemiallisia yhdisteitä, ne hohtavat luonteenomaisella tavalla. Mars-kulkijan on tarkoitus etsiä tällä tavoin merkkejä elämästä, joko menneitä tai nykyisiä.

Tutkijat pystyvät SHERLOCin avulla erottamaan Marsin kivistä sekä niiden rakenteen että kemiallisen koostumuksen. Ja kumpaakin on tarjolla kulkijan mukana lähtevässä marsilaisen meteoriitin kappaleessa.

Maapallolta on löytynyt alle 200 Marsista peräisin olevaa meteoriittia. Rajallisen valikoiman lisäksi avaruuteen lähettäminen asettaa kivenkappaleella tiettyjä vaatimuksia.

Ensinnäkin sen on oltava riittävän lujaa ainetta, jotta se kestää hajoamatta kantoraketin laukaisun ja myöhemmin laskeutumisen aiheuttaman tärinän.

Toisekseen sillä on oltava tiettyjä kemiallisia ominaisuuksia, jotta se on sopiva SHERLOCin kalibrointiin. SaU008 osoittautui ideaaliksi ja lisäksi siitä oli saatavilla kappale Lontoon luonnonhistoriallisesta museosta.

Jos tarkkoja ollaan, SaU008 ei ole ensimmäinen marsilainen meteoriitti, joka lähetetään takaisin kohti Marsia. Vuonna 1996 laukaistun Mars Global Surveyor -luotaimen mukana oli palanen Zagami-nimisestä meteoriitista. Se ei kuitenkaan päätynyt punaisen planeetan pinnalle saakka, vaan kiertää sitä edelleen vuonna 1996 toimintansa lopettaneen luotaimen mukana.

Mars-meteoriitin kotimatkasta kerrottiin Jet Propulsion Laboratoryn uutissivulla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Toimintavinkki laskiaistiistaiksi: jättimäisiä lumirinkuloita

Ti, 02/13/2018 - 13:16 Jari Mäkinen

Kerroimme pari vuotta sitten Simon Beckin jännästä harrastuksesta: hän tekee lumeen suurikokoisia, geometrisia taideteoksia. Nyt Janne Pyykkö on hänen jalanjäljissään tehnyt samanlaisia, upeita kuvioita Nuuksion Vääräjärvellä – ja hänen kuvionsa ovat hyvä vinkki myös muille ympäri Suomen!

Beck innostui tasaiseen lumipintaan tamppaamalla tehtävistä fraktaalikuvioista siksi, että ei jalkavaivaisena kyennyt kunnolla laskettelemaan tai hiihtämään. Sen sijaan hän pystyi hyvin kävelemään.

Kuten kerroimme ammoisessa jutussamme, Oxfordin yliopistossa konetekniikkaa opiskelleen Beckin mielessä olivat heti Mandelbrotin sarjat, Kochin käyrä ja Sierpińskin kolmio sekä muut matemaattiset kauneudet.

Vuosikymmenten kuluessa hän on kehittänyt tekniikkaansa varsin hienostuneeksi, sillä näppituntuman (tai jalkatuntuman) sijaan hän tekee kuvioitaan kompassin ja GPS:n kanssa, ja yksinkertaisen tamppaamisen sijaan hän myös muotoilee lunta saadakseen kuvioon haluamiaan muotoja.

Kookkaimmat Beckin tekemät teokset ovat olleet kooltaan kuuden jalkapallonkentän luokkaa ja niiden tekemiseen kuluu kymmenisen tuntia. Talvipäivät siis saattavat olla liian lyhyitä hänelle, mutta se ei haittaa, sillä  työn voi tehdä pimeälläkin loppuun otsalampun avulla.

Jannen kuviot ovat hieman pienempiä kuin Beckin, sillä toistaiseksi Nuuksiossa tehty lumitaide on ollut kooltaan noin 60 x 60 metriä.

"Beck tekee kuviaan kymmenen tuntia, mutta minulla meni noin puolitoista tuntia", kertoo Janne.

"Mallina minulla oli piirros paperilla ja ennakkoon mietitty piirtojärjestys 14 ympyrälle, joiden piirtämisessä apuvälineenä oli 10 metriä pitkä naru."

Lisäksi hänellä oli apunaan jumppapalloja.

Lisäys 20.2.

Janne teki viime viikonloppuna uusia lumikuvioita. Aikaa tämän tekemiseen kului 1,5 tuntia ja kävelty matka oli 3,6 km.

Lisäys 23.2.

Janne innostui aiheesta niin, että teki mainion oppaan lumipiirrosten luontia varten. Ja siellä on tietysti lisää kuvia, kuten myös paljon hyviä vinkkejä!

*

Otsikkokuva: Janne Pyykkö, toinen kuva: Iro Fagerlund

Nuoret huolehtivat vanhuksista – ikivanha luontopolku kertoo mammuttien elämästä

Ti, 02/13/2018 - 12:02 Markus Hotakainen

Vuonna 2014 Oregonin yliopiston paleontologi Greg Retallack törmäsi oppilaidensa kanssa kenttäretkellä jalanjälkiin, jotka eivät olleet ihan tuoreita.

Pari vuotta myöhemmin Retallack palasi kollegoidensa kanssa löytöpaikalle jatkaakseen tutkimuksia. Silloin paljastui, että jäljet eivät olleet satunnaisia painaumia, vaan muodostivat muinaisten mammuttien kulkureitin.

Alueella oli tehty kaivauksia jo 1870-luvulla, mutta sukupuuttoon kuolleiden jättiläisten luontopolku pysyi silloin piilossa. Nyt on saatu esiin kaikkiaan 117 jalanjälkeä, joita ovat jättäneet niin aikuiset, nuoret kuin kolumbianmammutin poikasetkin.

Pohjois-Amerikassa oli aikoinaan sekä villamammutteja, joiden elinalueet keskittyivät Alaskaan ja Kanadaan, että etelämpänä, nykyisen Washingtonin osavaltion alueelta Etelä-Dakotaan ja Meksikoon saakka laiduntaneita kolumbianmammutteja.

Valtavat eläimet katosivat yli 11 000 vuotta sitten, mutta Oregonista Fossil Laken alueelta löytyneet jalanjäljet ovat vielä kauempaa menneisyydestä, tutkijoiden arvion mukaan noin 43 000 vuoden takaa.

Jalanjälkien perusteella on pystytty päättelemään, miten muinaiset mammutit ovat käyttäytyneet laumana.

Parinkymmenen jäljen muodostamassa yksittäisessä jonossa vasemman jalan painaumat ovat matalampia kuin oikean, mikä saattaa johtua siitä, että jäljet jättänyt aikuinen mammutti on ontunut.

Jälkijonon lähettyvillä on kahden pienemmän, mitä ilmeisimmin keskenkasvuisen mammutin jälkiä, jotka välillä tulevat lähemmäs ja välillä etääntyvät nilkuttavan aikuisen jäljistä.

"Nuoret yksilöt ovat ehkä palanneet ontuvan aikuisen naaraan luokse pitkin matkaa, kenties huolissaan sen hitaasta etenemisestä", Retallack arvelee. "Samanlaista käyttäytymistä on havaittu esiintyvän loukkaantuneita aikuisia kohtaan nykyisissä afrikannorsujen laumoissa".

Retallackin mukaan fossiiliset jäljet kertovatkin usein enemmän muinaisista eläimistä kuin niiden luut. Tässä tapauksessa ne paljastavat poikkeuksellisen selvästi, miten kolumbianmammutit ovat toimineet yli 40 000 vuotta sitten.

Mammuttien luontopolusta kerrottiin Oregonin yliopiston tiedotteessa ja tutkimus julkaistaan Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Greg Shine, Bureau of Land Management

Video: Kun olet Pariisissa, hakeudu katsomaan metriä.

Uusi videosarja alkaa: ihmetellään asioita. Ensimmäisessä osassa aiheena ovat Pariisissa seiniin laitetut metrit ja ihmeteltävänä on yksi, aivan Luxembourgin puiston vieressä oleva, aivan alkuperäinen metri.

Tiedetuubin tunnuslauseena on "Ole utelias" ja se tarkoittaa sitä, että kehotamme kaikkia kiinnittämään huomiota ympäristössämme oleviin kaikenlaisiin ihmeellisiin ja tavallisiin asioihin.

Siksi aloitamme uuden videosarjan, missä Jari Mäkinen kummastelee kaikenlaisia asioita. Ensimmäisessä videossa aiheena on yllättäen eteen Pariisissa tullut metrin mallikappale.

Pariisissa on kaikkiaan 16 eri paikoissa talojen seinissä olevia metrin mallikappaleita. Ne laitettiin paikoilleen 1700-luvun lopussa, kun haluttiin näyttää kansalaisille millainen on uusi mittayksikkö, metri.

Kaksi näistä on alkuperäisillä paikoillaan: yksi osoitteessa 13 Place Vendôme (aivan Pariisin ydinkeskustassa 1. kaupunginosassa) ja toinen Luxembourgin puiston luona osoitteessa 36 Rue Vaugirard. Videolla ihmetellään jälkimmäistä.

Suorana labrasta 7/2018: Anna-Mari Pessi on "somemuori", joka tietää kaiken itiöistä

Ma, 02/12/2018 - 10:02 Jari Mäkinen
Suorana labrasta: Anna-Mari Pessi

Kahden Paavon jälkeen Suorana labrasta -tilin ottaa haltuun Anna-Mari Pessi Turusta. Hän on erikoistutkijana aerobiologian laboratoriossa Turun yliopiston Biodiversiteettiyksikössä.

Anna-Mari luonnehtii itseään twitter-profiilissaan (@annapessi) "somemuoriksi ajalta ennen somea", mutta hän tuntuu olevan hyvin ajan hermolla sen suhteen, miten twiittaillaan. 

Tämän viikon aikana twiitit liittyvät todennäköisesti pääosin aerobiologiaan, eli ilmassa oleviin erilaisiin ötiäisiin, kuten siitepölyihin ja sieniin. Anna-Meri kertoo niiden olevan usein vapaa-aikanakin mielessä.

Työpaikkana hänellä on siitepölytiedotteistakin kuuluisa Turun yliopiston aerobiologian laboratorio, joka tosin on osa isompaa Biodiversiteettiyksikköä

"Aerobiologina tutkin ilman biologisia hiukkasia ulkoilmasta asuntoihin ja työkaluinani ovat mikroskooppi ja laaduhallinta. Useimmat tuntevat laboratoriomme allergikkoja palvelevista siitepöly- ja homeitiötiedotteista, sisäilmasta ihmettelemme homeita ja muita mikrobeja asumisterveyden näkökulmasta."

Anna-Mari kertoo olleensa näissä hommissa kesäharjoittelut mukaan laskettuna kohta 30 vuotta – ja lähes koko ajan samassa laboratoriossa!

"Joskus laskin, että olen laskenut ja tunnistanut (siis mikroskoopissa) yli 500 000 itiötä. Sen jälkeen lopetin laskemisen, siis sen laskemisen, kuinka paljon olen laskenut."

Hänen työhönsä kuuluvat mm. siitepölyseuranta ja -tiedotus ja niihin sisältyvä tutkimus sekä rakennusmikrobiolgia ja asumisterveystutkimusten laadunhallinta ja raportointi.

"Tällä hetkellä teen lisäksi laboratorio-opasta asumisterveyslaboratorioiden mikrobiologisista analyyseistä THL:n toimesta."

Ja tällä viikolla kaiken lisäksi hän myös lähettelee kuvia ja tunnelmia työstään @suoranalabrasta -tilille, jonka tuoreimmat postaukset näkyvät alla.

Tulehduksia, hulluutta ja paljon muuta – jos et nuku tarpeeksi, niin käy huonosti!

Su, 02/11/2018 - 16:01 Toimitus
Nukkuja. Kuva: Flickr / eef ink

Jos olet koko ajan kipeänä, niin syynä ainakin osittain voi olla liian lyhyet yöunet. Tutkijat selvittävät kuumeisesti myös unen puutteen ja tulehdusten yhteyttä, vanhempien vaikutusta lasten nukkumiseen ja sitä, kuinka voisimme nukkua paremmin.

Hyviä uutisia!

Helsingin yliopiston tiedotteen mukaan suurin osa suomalaisista nukkuu 7–8 tuntia yössä. Se on suositeltava määrä, joskin ihmisten yksilöllinen, geneettisesti määräytynyt unentarve vaihtelee neljän ja kymmenen tunnin välillä.

Huonompi uutinen on kuitenkin se, että työiässä olevalla väestöllä on yhä enemmän lieviä, satunnaisia unettomuusoireita. Näin sanoo Helsingin yliopiston psykiatrian professori Tiina Paunio.

Satunnaisten unettomuusoireiden syytä ei tiedetä, mutta Paunio vetää varovaisesti yhteyden työympäristön muutoksiin: töitä tuodaan kotiin ja sähköpostin päässä ollaan vielä iltamyöhäänkin. Se on unen kannalta haitallista.

Unen fysiologiaa tutkinut dosentti Tarja Stenberg toteaa, että liian vähäisellä nukkumisella on paljon haittavaikutuksia.

Ensimmäiset vaikutukset ovat kaikille tuttuja. Unenpuute iskee keskushermostoon, ja siksi ensimmäinen merkki on väsymys.

Lisäksi unen puutteessa laskevat sekä mieliala että suorituskyky.

"Suorituskyvyn lasku näkyy erityisesti pitkäaikaista keskittymistä vaativissa suorituksissa, joissa yhtaikaa suoritetaan monenlaisia tehtäviä ja huomiokyky on koetuksella", Stenberg sanoo.

"Yöaikainen valvomotyö ja liikenteessä toimiminen ovat suorituksia, joissa väsymys pahimmillaan johtaa katastrofeihin."

Muita fysiologisia vaikutuksia alkaa näkyä jo lyhyen ajan sisällä, jos unen määrä ei korjaannu. Stenbergin tutkimuksissa viikon altistus neljän tunnin yöunille sai terveillä nuorilla koehenkilöillä aikaan merkittäviä insuliiniresistenssiin ja rasva-aineenvaihduntaan liittyviä muutoksia. Niistä voi pidemmän päälle seurata terveyshaittoja.

Lyhyen univajeen aiheuttamat haitat korjaantuvat, mutta epidemiologissa tutkimuksissa on todettu, että pitkään jatkuva lyhytunisuus on merkittävä riskitekijä kakkostyypin diabetekselle, sydän- ja verisuonitaudeille, muistisairauksille ja masennukselle.

"Olemme tulleet siihen tulokseen, että terveyshaittojen taustalla on matala-asteinen tulehdus, joka kehittyy jo hyvin aikaisessa vaiheessa unenpuutetta sekä ihmisillä että hiirillä", Stenberg kertoo.

Tulehdusta esiintyy myös aivoissa, vaikka normaalisti veriaivoeste estää tulehduksen pääsyn aivoihin.

Hiirillä ja ihmisillä samanlaisia unihäiriöitä

Tällä hetkellä Stenbergin ryhmä pyrkii selvittämään eläinmallien avulla, mitkä prosessit aivojen sisällä aiheuttavat tulehduksen ja missä määrin tulehdus vaikuttaa erilaisiin neurologisiin ja psyykkisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin ja depressioon.

Sitä varten on kehitetty hiirimalli depressioaivoista. Se tehtiin vaihtamalla hiiripoikueet joksikin aikaa eri emoille.

Poikasvaiheen trauma sai hiirten aivoissa aikaan muutoksen, joka vaikutti niiden uneen vielä nuoruudessa ja aikuisena. Työ on osa Olena Santangelin väitöskirjatutkimusta, joka esitetään tarkastettavaksi huhtikuussa.

"Uni on yksi herkimmin häiriytyviä tekijöitä, ja hiirten unesta löytyi samanlaisia häiriöitä kuin ihmisiltä depressiossa", Stenberg sanoo. "Tällainen häiriö on esimerkiksi REM-unen lisääntyminen."

REM-unella tarkoitetaan unen vaihetta syvän ja kevyen unen välissä. Sen aikana kehon lämpötila, pulssi ja hengitys ovat epäsäännöllisiä ja autonominen hermosto aktivoituu. Unien näkeminen tapahtuu yleensä REM-univaiheessaa.

Eläinmallit on todettu toimiviksi unitutkimuksessa laajemminkin. Stenbergin ryhmästä väitellyt Vilma Aho osoitti, että seeprakalojen uni on hämmästyttävän samanlainen kuin ihmisillä.

"Näyttää siltä, että unen perusmekanismit ovat samanlaiset lajista riippumatta."

Lap­sen uni ja ke­hi­tys kie­tou­tu­vat toi­siin­sa

Myös ihmislasten ja nuorten uni kiinnostaa tutkijoita.

Professori Tiina Paunio on jo viiden vuoden ajan tutkinut vauvojen ja lasten unta. Hankkeessa on mukana 1700 perhettä ja siinä selvitetään, miten vanhempien antama toimintamalli ja perheen ilmapiiri vaikuttavat lasten uneen, ja kuinka uni vaikuttaa lapsen kehitykseen.

"Yhteenvetona voisi sanoa, uni ja kehitys ovat kietoutuneet toisiinsa", Paunio toteaa. "Uni vaikuttaa kehitykseen mutta myös kehitys vaikuttaa uneen."

On hyvä, että lapsi nukkuu paljon, mutta joihinkin kehitysvaiheisiin kuuluu, että uni häiriintyy. Lapsi työstää silloin oppimiaan asioita, mikä näkyy ohimenevänä unen katkonaisuutena."

Teineillä muut houkutukset ajavat usein vanhempien antaman mallin ja toiveiden ohi. Tutkijat arvioivat, että jopa puolet nuorista nukkuu liian vähän. Unentarve on kuitenkin nuorillakin yksilöllinen.

"Tiedämme, että nuoruudessa vuorokausirytmi siirtyy myöhemmäksi", kertoo nuorten unta tutkiva psykologian professori Anu-Katriina Pesonen. 

"Nuoret sietävät hyvin väsymyksen tunnetta, ja iltaan liittyy monenlaisia houkutuksia. Täytyy olla mieletön itsesäätely, että pääsee ajoissa nukkumaan."

Hän on tutkinut unenaikaista oppimista mittaamalla nuorten aivojen unikehrien toimintaa eli unisukkulointia, jolla tarkoitetaan aivojen unenaikaisia aktivaatiopyrähdyksiä. Unikehrät on liitetty muistijälkien unenaikaiseen vahvistumiseen.

Työ­ka­lu­ja hy­vin nuk­ku­mi­seen

Pesosen toisen tutkimushankkeen tavoitteena on tarjota nuorille työkaluja vuorokausirytmin hallintaan.

Vuonna 2016 kaikki helsinkiläiset 16–17-vuotiaat kutsuttiin mukaan tutkimusprojektiin, jossa heitä motivoidaan nukkumaan paremmin. Mukaan saatiin 20 prosenttia kutsutuista.

"Suurin osa uniohjeista on hyvin käskyttäviä: älä teen niin tai näin, mene nukkumaan!", valittelee Pesonen. "Sellaisella ei ole kovin paljon vaikutusta ihmisten käyttäytymisen muutokseen."

Käskyjen sijaan tavoitteena onkin nyt tukea nuorten omia havaintoja siitä, mikä merkitys nukkumisella on heidän hyvinvoinnilleen.

"Uni on se aika vuorokaudesta, jota me ajattelemme kaikista vähiten ja josta riistämme eniten. Kaikki päiväsaikaan tapahtuva tuntuu aina arvokkaammalta kuin passiivinen yöaika, mutta kun itse hahmottaa unen merkityksen, sille myös antaa arvoa."

*

Juttu on hieman editoituna Elisa Lautalan kirjoittama tiedote Helsingin yliopistosta. Otsikkokuva: Flickr / eef ink

Neandertalinihminen ei osannut piirtää – tuho tuli

Su, 02/11/2018 - 11:57 Markus Hotakainen

Neandertalilaisia saattoi elää Euroopassa vielä noin 30 000 vuotta sitten eli nykyihmisen rinnalla kuljeskeli pitkään toinenkin fiksu kaveri. Ei kuitenkaan riittävän fiksu.

Siinä missä nykyihminen loi loisteliasta luolataidetta jo kymmeniätuhansia vuosia sitten, neandertalinihminen ei kyennyt riipustelemaan oikeastaan mitään tunnistettavaa. Serkkumme eivät osanneet piirtää.

Moinen puute kuulostaa vähäiseltä taitovajeelta, mutta se saattoi sinetöidä neandertalilaisten kohtalon. Sukupuuton syitä on pohdittu pitkään, mutta mitään selkeää, yksittäistä syytä ei edelleenkään tiedetä.

Piirustustaidon puutekaan ei ole sellainen, mutta se voi kertoa vakavammista ongelmista.

Sekä nykyihminen että neandertalinihminen metsästivät ja käyttivät jopa samanlaisia aseita eli keihäitä. Saaliseläimissä oli kuitenkin eroa.

Siinä missä neandertalilaiset väijyivät vähemmän vaarallista suurriistaa Euraasian aroilla, nykyihminen metsästi Afrikan ruohosavanneilla vikkelämpiä eläimiä – jotka saattoivat äkkiä muuttuakin saaliista saalistajiksi. Sen myötä nykyihminen kehittyi neuvokkaammaksi ja ehkä myös älykkäämmäksi kuin neandertalinihminen.

Miten metsästys liittyy piirtämiseen? Richard Cossin, Kalifornian yliopiston psykologian emeritusprofessorin, mukaan ehkä hyvinkin läheisesti.

Cossin kehittelemän hypoteesin mukaan nykyihmisen pyöreämpi kallo kehittyi antamaan tilaa suuremmalle päälakilohkolle, joka puolestaan kasvoi pakon edessä. Päälakilohkon alueella olevat aivojen osat ohjaavat näköaistin ja liikekoordinaation yhteistyötä. Ja se puolestaan oli kirjaimellisesti elintärkeää, ellei halunnut päätyä saaliseläimensä ateriaksi.

Silmän ja käden yhteistyö on oleellista myös piirtämisessä ja jos siinä on puutteita, näköaistin välittämät havainnot ympäristöstä eivät siirry luolan seinämiä peittäviksi piirroksiksi.

 

 

"Neandertalilaiset pystyivät muistinsa avulla visualisoimaan mielessään aiemmin näkemiään eläimiä, mutta he eivät kyenneet kunnolla muuttamaan näitä mielikuvia hallituiksi käden liikkeiksi, jotka ovat piirtämisen edellytyksenä", Coss arvelee.

Nykyihminen sen sijaan metsästi keihäillä vaarallista riistaa yli puolen miljoonan vuoden ajan, mikä vaikutti ihmisen lisäksi myös saaliseläinten evoluutioon. Ne kehittyivät yhä vaarallisemmiksi ja se vaati puolestaan ihmiseltä entistä suurempaa nokkeluutta.

Cossin mukaan pään sisällä olevien kuvien piirtäminen ohjaa käden liikkeitä samaan tapaan kuin metsästäjän mielikuvat siitä, miten keihäs pitää heittää, jotta se osuu lentonsa päätteeksi saaliseläimeen.

Piirustustaito ei merkinnyt pelkästään asuinsijojen koristelua: piirroksia saatettiin käyttää opetusvälineinä. Niiden avulla nykyihmiset kenties opettivat toisilleen metsästykseen liittyviä taitoja, kuten sopivien saaliseläinten valintaa ja niiden haavoittuvimpien kohtien sijaintia.

Luolamaalaukset ja -piirrokset eivät siis olisi olleet pelkkää tuntemattomiin seremonioihin liittyvää kuvitusta. Samalla piirtäminen mahdollisti kulttuurin kehittymisen. Nykyihminen meni menojaan, neandertalinihminen hiipui historian hämäriin, kun näppärämpi nykyihminen levittäytyi vähitellen samoille seuduille.

"Kyvyllä välittää mielikuvia muille ryhmän jäsenille oli valtaisat sosiaaliset seuraukset", Coss toteaa.

Cossin tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (University of California, Davis) uutissivuilla ja se on julkaistu Evolutionary Studies in Imaginative Culture -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Ministère de la Culture/Centre National de la Préhistoire/Norbert Aujoulat

Ihmiskunnan etäisin observatorio on päivä päivältä kauempana

La, 02/10/2018 - 22:33 Markus Hotakainen

Ennätykset on tehty rikottaviksi, mutta toisinaan niiden särkyminen vie vähän pidemmän ajan.

Helmikuussa 1990 eli lähes päivälleen 28 vuotta sitten jättiläisplaneettoja tutkinut Voyager 1 otti kuvan, jossa Maa näkyi "vaaleansinisenä täplänä".

Luotain oli silloin 6,06 miljardin kilometrin etäisyydellä maapallosta, mikä vastaa melkein 41-kertaista Maan ja Auringon välistä etäisyyttä.

Nyt etäisyysennätys on vihdoin rikottu.

Joulukuussa New Horizons -luotain, joka ohitti kääpiöplaneetta Pluton heinäkuussa 2015, otti kuvan Kölin tähdistön suunnassa olevasta tähtijoukosta NGC 3532. Tähtirykelmä tunnetaan myös nimillä "Jalkapallojoukko" ja "Kaikkea hyvää".

Tähtitieteen historiankirjoihin se on jäänyt kohteena, josta Hubble-avaruusteleskooppi otti ensimmäisen kuvansa keväällä 1990.

Luotain otti joukosta kalibrointikuvan LORRI-kameralla (Long Range Reconnaissance Imager). Tuolloin New Horizons oli 6,12 miljardin kilometrin etäisyydellä Maasta, joten se oli kauimpana Maasta otettu kuva.

 

Ennätys ei säilynyt kovin pitkään, sillä kaksi tuntia myöhemmin luotain otti kuvat Kuiperin vyöhykkeen kappaleista 2012 HZ84 ja 2012 HE85. Kun New Horizons ottaa seuraavan kuvan, ennätys rikkoutuu jälleen, sillä luotain taittaa joka päivä yli miljoonan kilometrin matkan.

"New Horizons on ollut monessa mielessä 'ensimmäinen' — se tutki ensimmäisenä Plutoa ja se tutkii ensimmäisenä Kuiperin vyöhykettä. Se on myös kaikkien aikojen nopein luotain", toteaa päätutkija Alan Stern Southwest Research Institutesta. "Nyt se on onnistunut ottamaan kuvia kauempana Maasta kuin yksikään aiempi luotain."

Joulukuisen kuvaussession jälkeen New Horizons vaipui jälleen "uneen", josta se herätetään seuraavan kerran ensi kesäkuun alussa. Luotain alkaa silloin valmistautua ensi vuoden alussa tapahtuvaan Kuiperin vyöhykkeen kiertolaisen MU69 ohilentoon.

Tuolloin sen etäisyys Maasta on noin 6,5 miljardia kilometriä ja radiosignaalien matka luotaimesta maapallolle kestää yli kuusi tuntia.

Kuvat: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Video: Astronauttien kanssa avaruuslabraa katsomassa - Columbus on täynnä tiedettä

Viime keskiviikkona juhlittiin Kansainvälisellä avaruusasemalla olevaa eurooppalaista Columbus-laboratoriota. Syynä oli se, että tämä täyteen tieteellisiä laitteita pakattu tutkimusasema vietiin avaruuteen 10 vuotta sitten. Videolla päästään käymään laboratorion kaksoiskappaleessa sekä tavataan astronautteja, jotka ovat olleet sitä rakentamassa, asentamassa ja käyttämässä.

 

Kansainvälinen avaruusasema on suuri Maata kiertävä rakennelma. Sen koko on jalkapallokentän luokkaa ja siinä on sisätilaa parin ison liikennelentokoneen verran.

Asema on koottu monista moduuleista, sylinterimäisistä osista, jotka on viety avaruuteen yksitellen ja liitetty siellä toisiinsa.

Osia on selvästi kahdenlaisia: läntisiä ja venäläisiä. Venäläisosat ovat samantyyppisiä kuin aikanaan Mir-asemalla, vähän kuin paksuja torpedoita, kun taas läntiset ovat käytännöllisiä, mutta tylsästi säilyketölkin näköisiä sylintereitä. 

Yllättäen monet näistä läntisen osan moduuleista on tehty Euroopassa, mutta ne on luovutettu yhteistyösopimuksen puitteissa Nasan haltuun. Silti yksi osista on oikeasti eurooppalainenkin: Euroopan avaruusjärjestön Columbus-laboratoriomoduuli. 

Moduulin tekemisestä päätettiin 1990-luvun puolivälissä ja se valmistui 2000-luvun alussa. Columbia-sukkulan onnettomuuden jälkeen pariksi vuodeksi keskeytyneiden sukkulalentojen vuoksi sen vieminen avaruusasemalle viivästyi vuoteen 2008 saakka. 

Silloin, 7. helmikuuta 2008 sukkula Atlantis nousi lentoon Columbus rahtiruumassaan. Asemalle sukkula saapui 9.2. ja 11.2. Columbus siirrettiin robottikäsivarrella kiinni avaruusasemaan.

Laboratoriosta on kaksoiskappaleet Euroopan astronauttikeskuksessa EAC:ssä Kölnissä, Saksassa, sekä Euroopan avaruusjärjestön teknisessä keskuksessa ESTEC:issä, Noordwijkissä, Hollannissa.

Tiedetuubi pääsi sinne juhlistamaan ensin Columbuksen 10-vuotista rupeamaa avaruusasemalla ja sitten tutustumaan tarkemmin laboratorioon. 

Kuten videolta näkyy, ei laboratorio ole valtavan suuri: "vain" 7 metriä pitkä ja 4,4 metriä leveä. Sisätilaa siinä on 75 m3 ja tämä on käytetty tarkasti hyväksi.

Columbuksesta ja sen tekemisestä videolla kertovat myös astronautit Tim Peake, André Kuipers, Hans Schlegel ja Léopold Eyharts.

Video näyttää myös laboratoriossa olevia yleiskäyttöisiä tutkimuslaitteita, jotka ovat periaatteessa kaikkien eurooppalaisten tutkijoiden käytössä. Koska Suomi ei osallistu ESAn miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaan, pitää suomalaistutkijoiden keksiä sopivia yhteistyösuhteita muiden kanssa, jos mielivät mukaan.

Periaatteessa pääsy mukaan mikropainovoimassa tehtävään tutkimukseen on helppoa, kunhan vain tutkimusaihe on hyvä.

Tutkimusryhmät yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa ehdottavat ESAlle jonkinlaisia kokeita, ja niistä kiinnostavimmat sekä toteuttamiskelpoisimmat valitaan mukaan ohjelmaan. Tutkimussuunnitelma ja mahdolliset koelaitteet tehdään yhdessä ESAn asiantuntijoiden kanssa ja laukaustaan avaruusasemalle. Astronautit koulutetaan tekemään nuo kokeet, ja joissakin tapauksissa koe tehdään siten, että sen aikana astronautti ja tutkijat maan päällä ovat suorassa yhteydessä toisiinsa. Tulokset joko lähetetään tai tuodaan Maahan ja tutkijat pääsevät käsittelemään niitä. 

Kymmenen vuoden aikana laboratoriossa on tehty yli 1500 tutkimusta, eli sitä voi pitää varsin tuotteliaana – etenkin kun otetaan huomioon, että asema on ollut täysin toimintakuntoinen vasta vuodesta 2011 alkaen.

Vaikka Columbus on eurooppalainen, on koko kansainvälisen avaruusaseman periaate yhteistyö. Niinpä siellä on tehty myös Yhdysvaltojen, Kanadan, Japanin ja Venäjänkin kokeita samaan tapaan kuin eurooppalaista tutkimusta on tehty muuallakin asemalla, etenkin amerikkalaisessa ja japanilaisessa laboratoriomoduulissa.

Yhteistyön hengessä avaruusasemalla nyt oleva amerikkalaisastronautti Joe Acaba lähetti alla olevan Columbuksessa tehdyn syntymäpäiväonnitteluvideon:

Rekka-auton kokoinen kivi pyyhältää aivan kohta läheltä maapallon ohi – ei paniikkia!

Pe, 02/09/2018 - 23:51 Jari Mäkinen

Vain viisi päivää sitten löydetty suurehko avaruuskivi vilahtaa nyt puolenyön jälkeen maapallon ohitse hyvin läheltä. Asteroidi 2018 CB näyttää olevan hieman erikoinen tapaus, ja sen ohilentokin on vähän tavallisuudesta poikkeava.

Tähtitaivasta automaattisesti haravoivat robottiteleskoopit löytävät uusia kappaleita varsin usein, mutta harvoin eteen tulee tällaista tapausta – onneksi.

Nimen 2018 CB saanut asteroidi löydettiin vain viisi päivää sitten, 4. helmikuuta, ja se tulee ohittamaan maapallon vain noin 64 500 kilometrin etäisyydeltä. Tämä on alle viidesosa Maan ja Kuun keskimääräisestä etäisyydestä ja vain noin kaksi kertaa enemmän kuin on geostationaariradalla (noin 36 000 kilometrissä) olevien tietoliikennesatelliittien etäisyys meistä.

Näin läheltä tapahtuvia ohituksia on hyvin vähän, ja vielä harvemmin löydetään näin pian havaitsemisen jälkeen Maan ohi lentäviä kappaleita.

Onneksi tästäkään ei ole meille harmia: vaikka ohilento tapahtuu läheltä, se on ohilento, eli kappale ei tule törmäämään Maahan.

Asteroidin löysi Tucsonissa, Arizonassa, Yhdysvalloissa, oleva Catalina Sky Survey. Sen tekemien havaintojen perusteella kappale on halkaisijaltaan mahdollisesti 40 metriä, todennäköisesti 15-30 m, ja se on kokoisekseen epätavallisen kirkas. 2018 CB:n pinnalla on siis tavanomaisia asteroideja kirkkaampaa ainetta, kenties jäätä.

Kappaleen rata pystyttiin laskemaan nopeasti: se on lähimmillään maapalloa nyt yöllä klo 00.27 Suomen aikaa.

Se menee siis ohi varmasti, mutta vaikka se olisikin ollut törmäyskurssilla Maan kanssa, ei tämän kokoisesta olisi ollut vielä suureksi harmiksi. Tuloksena törmäyksestä olisi pahimmillaankin vain paikallista haittaa, sillä kappale saisi aikaan todennäköisesti vuonna 2013 (lähes samaan aikaan vuodesta!) Tseljabinskiin, Venäjälle, pudonneen asteroidin kaltaisen hämmennyksen sekä vauriot mm. ikkunoille.

Näin läheltä tapahtuvia ohituksia on varsin harvoin, vain kerran-kaksi vuodessa, ja yleensä nämä vierailijat äkätään aikaisemmin.

Ohilentoja sinällään tapahtuu jatkuvasti ja juuri tiistaina yksi pien asteroidi lensi Maan ohitse; sen etäisyys oli lähimmillään noin 184 000 km, eli sekin tuli Kuun kiertoradan sisäpuolelle.

Otsikkokuva on kuvituskuva, missä asteroidi 2018 CB:n sijaan on kuva asteroidi Gasprasta, jonka ohi Galileo-luotain lensi vuonna 1991 matkallaan kohti Jupiteria.

Lumipallo-Maa, karkaava Kuu ja himmeä Aurinko – kiertolaisemme "vyötärömakkara" kertoo kaukaisista ajoista

To, 02/08/2018 - 12:15 Markus Hotakainen

Kuu syntyi – todennäköisesti – kun Maa oli vasta muotoutumassa ja suunnilleen Marsin kokoinen kappale törmäsi planeettamme varhaiseen aihioon. Törmäys paiskasi osan proto-Maan kiviaineksesta avaruuteen ja siitä tiivistyi Kuu. Prosessin arvellaan olleen hyvin nopea, korkeintaan vuosien, ehkä vain kuukausien tai viikkojen mittainen.

Maa ja Kuu ovat sen jälkeen olleet tiivis pari ja niitä voidaan pitää melkein yhtä lailla kaksoisplaneettana kuin planeettana ja sen kuuna. Kuu on Maahan verrattuna iso, läpimitaltaan noin neljäsosa siitä, joten se on vaikuttanut vetovoimallaan myös Maan myöhempään kehitykseen.

Kuun pyöriminen, vaikka se onkin hyvin hidasta, on saanut sen pullistumaan päiväntasaajan eli ekvaattorin kohdalta. Jo parisataa vuotta sitten ranskalainen matemaatikko ja fyysikko Pierre-Simon de Laplace laski, että Kuun ekvaattoripullistuma on selvästi liian suuri siihen nähden, että sen pyörähdysaika on melkein kuukausi.

Alkujaan eli Kuun ollessa vielä valtaosin sula sen on arveltu pyörineen paljon nopeammin, jolloin pullistuma olisi ollut vielä nykyistäkin suurempi. Kun pyörimisliike vähitellen hidastui, pullistuma kutistui. Mutta kun Kuu noin neljä miljardia vuotta sitten jäähtyi ja jähmettyi, kutistumista ei enää päässyt tapahtumaan, vaikka pyöriminen edelleen hidastui.

Kuun pyörimisliikkeen hidastuessa se on samalla loitontunut Maasta. Maan ja Kuun välimatka kasvaa edelleen noin neljällä sentillä vuodessa, sillä järjestelmä menettää kaiken aikaa energiaa. Se kuluu niiden keskinäisen vetovoiman aiheuttamaan vuorovesi-ilmiöön.

Vuoksi ja luode loiskuttavat Maan valtamerten vesiä edestakaisin ja siitä syntyvät kitkavoimat hidastavat Maan pyörimisliikettä, mutta saavat samalla Kuun vähitellen etääntymään Maasta. Siis karkeasti kuvailtuna, yksityiskohdiltaan ilmiö on paljon mutkikkaampi.

Tutkijoita on pitkään askarruttanut, kuinka nopeasti Kuu on etääntynyt Maasta menneinä vuosimiljardeina, ja mitä se voisi kertoa olosuhteista nuoressa Maassa. Boulderin yliopiston fysiikan professorin Shijie Zhongin johtama tutkijaryhmä on selvittänyt asiaa mallintamalla Kuun nykyisen ekvaattoripullistuman syntyä.

Se on ollut ilmeisesti varsin hidas prosessi ja vienyt satoja miljoonia vuosia, kun Kuu on nykyistä paljon hitaammin etääntynyt Maasta. Siitä voidaan päätellä, että vuorovedet maapallolla ovat olleet vähäisempiä tai niitä ei välttämättä ole jossain vaiheessa esiintynyt ollenkaan.

"Jos Maalla on ylipäätään ollut vesikehä hadeeisen aionin [4,57–3,8 miljardia vuotta sitten] aikana, se on voinut olla kauttaaltaan jäässä, mikä on käytännössä eliminoinut vuorovesien synnyttämän kitkan", Zhong arvelee.

Ajatus umpijäässä olevasta "lumipallo-Maasta" ei ole uusi. Auringon kehitystä koskevan teorian mukaan se on ollut nuoruudessaan nykyistä noin 30 prosenttia himmeämpi, joten Maahan lankeava energiamäärä olisi myös ollut paljon nykyistä pienempi. Sille ei kuitenkaan ole saatu vahvistusta havainnoista. Nyt ratkaisu ongelmaan voi olla yllättäen löytymässä Kuusta.

Uudesta mallista kerrottiin Boulderin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Geophysical Research Letters -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuva: Markus Hotakainen