Triton

Triton – tuore kuulöytö

La, 10/10/2015 - 12:03 Markus Hotakainen
Triton

Päivän kuva

Päivälleen 169 vuotta sitten brittiastronomi William Lassell löysi Neptunuksen suurimman kuun, joka myöhemmin sai nimekseen Triton. Uutinen on siis jo vanhentunut, mutta aikoinaan löytö oli hyvin tuore: Neptunus oli löytynyt vasta 17 päivää aikaisemmin.

Saksalainen Johann Galle oli bongannut 23. syyskuuta kaukaisimman planeetan, jonka paikan olivat laskeneet sekä ranskalainen Urbain Le Verrier että englantilainen John Couch Adams – Gallella tosin oli käytössään vain Le Verrierin laskelmien tulokset.

Lassell oli liikemies ja olutpanimon omistaja, joka saattoi menestyksekkään liiketoimintansa ansiosta rakentaa oman tähtitornin ja keskittyä tähtitieteeseen. Hänellä oli 61-senttinen kaukoputki, jolla löysi Tritonin lisäksi myös Saturnuksen Hyperion-kuun ja kaksi Uranuksen kiertolaista, Arielin ja Umbrielin.

Lassellin löytö nimettiin vasta 1880, jolloin ranskalainen Camille Flammarion ehdotti Triton-nimeä. Se ei kuitenkaan vakiintunut heti, vaan vasta 1900-luvun puolivälissä, kun Neptunukselta löydettiin toinen kuu, Nereid. 

Triton tunnettiin vain himmeänä valopisteenä aina vuoteen 1989 saakka, jolloin Voyager 2 -luotain kiisi Neptunuksen ohitse. Jättiläisplaneetan suurin kuu osoittautui hieman arvioitua pienemmäksi, mutta se on 2 700 kilometrin läpimitallaan silti Aurinkokunnan seitsemänneksi kookkain kuu.

Triton on ainoa planeettojen suurista kuista, joka on takaperoisella radalla. Sen kiertoliike on siis vastakkainen planeetan pyörimisliikkeen kanssa. Radan omalaatuisuudesta on päätelty, että Triton saattaa olla Kuiperin vyöhykkeeltä peräisin oleva kääpiöplaneetta, jonka Neptunus on vetovoimallaan siepannut. 

Kuun alkuperään viittaa myös sen geologinen aktiivisuus, jonka osalta se muistuttaa jossain määrin Plutoa. Myös Tritonin pinta on melko nuorta ja siellä on geysireitä, joista purkautuu hyistä typpeä.

Jäähyväiset Plutolle – tutkijat suunnittelevat jo paluuta sinne

La, 07/18/2015 - 11:42 Jari Mäkinen
Pluto ja Kharon

Pluton lähiohituksesta on tätä kirjoitettaessa kulunut vain nelisen vuorokautta, mutta New Horizons -lennon tutkijaryhmä suunnittelee jo tulevaisuutta.

Luotaimesta on saatu tähän mennessä vain vajaat 2% sen keräämistä tiedoista takaisin Maahan, ja arvion mukaan tämän heinäkuun loppuun mennessä luku on jo 5%. Loput tiedot – ja niiden mukana kaikkein kiinnostavimmat lähikuvat – tulevat seuraavien kuukausien aikana ja kestää ensi vuoden loppuun saakka saada kaikki tiedot talteen.

Yksi tuoreimmista Maahan saaduista kuvista on yllä oleva "jäähyväiskuva", jonka New Horizons otti Plutosta ja Kharonista niistä etääntyessään tiistaina.

Luotain kuvaa ja mittaa vielä parin kuukauden ajan aktiivisesti, eli tietoja saadaan vielä lisää, mutta sen jälkeen huomio kääntyy sadonkorjuuseen: tutkijaryhmä hajotetaan, kun yksittäiset tutkijat alkavat analysoida saatuja kuvia ja tietoja sekä pohtia mitä kaikkea ihmeellistä Plutosta löytyikään. Tähän mennessä olemme kuulleet vain pikaisesti saatuja ensikommentteja, emme pohdittuja ja muihin havaintoihin suhteutettuja tuloksia.

Lennonjohto puolestaan keskittyy "vain" lataamaan tietoja Maahan sekä tekemään silloin tällöin mittauksia, jotka kertovat aurinkokunnan ulko-osien säteily- ja hiukkaspitoisuuksista sekä magneettikentästä. 

Samalla tähtitieteilijät koettavat löytää New Horizonsille uutta ohilentokohdetta. Tiedetään, että ulkoaurinkokunnassa ns. Kuiperin vyössä on monia kappaleita – kenties jopa Plutoakin suurempia – ja olisi erinomaista, jos luotain voitaisiin ohjata lentämään sellaisen ohitse. Paitsi että kohteiden löytäminen on hankalaa, tekee yrityksestä vieläkin haasteellisemman se, että luotaimen rataa ei pysty muuttamaan kovinkaan paljoa. Kappaleen siis pitäisi olla jotakuinkin nykyisen lentoradan tienoilla.

Onkin todennäköisintä, että New Horizons liittyy Voyagerien 1 ja 2 sekä Pioneer-luotainten 10 ja 11 joukkoon ja lentää yksinkertaisesti tehtävänsä nyt suoritettuaan ulos aurinkokunnasta. Se ei kuitenkaan saavuta koskaan Voyagereita, sillä ne saivat jättiläisplaneettojen ohilennoistaan niin paljon lisää vauhtia, että ovat nopeimpia ihmiskunnan tekemiä laitteita – vaikka New Horizons laukaistiin matkaan vauhdikkaammin.

Luotain saavuttaa sadan AU:n etäisyyden vuonna 2038 ja jos se on silloin toiminnassa, se voi tutkia heliopaussia – aluetta aurinkokunnan ja tähtienvälisen avaruuden välillä – samaan tapaan kuin Voyagerit tekevät nyt. Ja sen jälkeen luotain pullahtaa alueen läpi itsekin interstellaariseen avaruuteen.

Laskeutuja Kharoniin?

Pluto-lennon "isä" Alan Stern on suunnitellut jo mahdollista seuraajaa New Horizons -luotaimelle. Hän ehdottaa Kharon-kuun pinnalle lähetettävää laskeutujaa, joka voisi tutkia paitsi kuuta sekä sen kaasukehää, niin myös havaita jatkuvasti Plutoa. Kharon kääntää koko ajan saman puolen kohti Plutoa (samaan tapaan kuin oma Kuumme) ja siksi Pluton puoleiselta alueelta voisi katsella koko ajan kohti Plutoa.

Lento olisi varmasti kiinnostava, mutta samalla jo nyt saatujen kuvien ja tietojen mukaan Pluto vaikuttaa kovin paljon Neptunuksen Triton-kuulta, ja sinne voisi olla vieläkin jännempää mennä takaisin. Paitsi että se olisi edullisempaa, niin silloin luotain voisi tutkia myös Neptunusta sekä sen muita kuita. 

Järjestelmällisesti sanaa "planeetta" Plutosta käyttänyt Stern on luonnollisesti hyvin innostunut Plutosta, ja onkin varsin epätodennäköistä, että sinne palattaisiin pitkiin aikoihin. Triton ja ennen kaikkea Saturnuksen kuu Titan ovat varmasti listalla ennen Plutoa, niin jännittäväksi ja kiinnostavaksi paikaksi kuin se osoittautunutkin.

Lisäksi ulkoaurinkokunnan tutkimukselle on yksi, yllättävä hidaste: energiapula. Kaikki luotaimet, jotka ovat lentäneet Jupiteria kauemmaksi, ovat käyttäneet sähkövirran tuottamiseen niin sanottua ydinparistoa, jonka polttoaineena on Plutonium-238. Aurinkopaneeleista ei ole iloa, koska valoa on niin vähän, eikä muita käyttökelpoisia energialähteitä ole keksitty.

Lisäksi mm. Mars-kulkija Curiosity käyttää ydinparistoa ja pienet plutonium-pohjaiset napit huolehtivat muidenkin Mars-kulkijoiden lämmittämisestä.

Kuva: New Horizons -luotain ja sen ydinparisto, joka näkyy hyvin etualalla olevana mustana möhkäleenä.

Plutonium-238 on varsin vaarallinen aine, koska se säteilee voimakkaasti alfahiukkasia, mutta ei muita hiukkasia. Sitä täytyy valmistaa erityisesti (yleensä ydinaseiden ydinmateriaalin tekemisen ohessa) ja esimerkiksi Yhdysvallat luopui sen valmistamisesta vuonna 1988. Vuodesta 1993 alkaen Yhdysvallat on ostanut sitä myös Venäjältä, mutta silti tällä haavaa varastoissa on enää 35 kg plutoniumia avaruuslaitteissa käytettäväksi ja siitä vain noin 17 kg kelpaa ydinparistojen polttoaineeksi. 

Ellei ainetta aleta valmistaa lisää tai sitä saada NASAn käyttöön sotilailta (joilla sitä toki on), ei uusia ydinparistoja voida tehdä enää vuoden 2022 jälkeen. Tuotannossa on tällä haavaa yksi ydinparisto vuonna 2020 laukaistavaan Mars-kulkijaan, joka on periaatteessa Curiosity-kulkijan kopio, ja sen jälkeen plutoniumia riittää enää kahteen samankaltaiseen paristoon. 

On onneksi mahdollista, että Yhdysvallat käynnistäisi uudelleen plutoniumin tuotannon ja voisi tehdä sitä uudella, edullisemmalla ja turvallisemmalla tavalla noin 1,5 kilogrammaa vuodessa.

Silti: paluu Plutolle on vain kaukainen haave, ja viime viikolla koettu jännitysnäytelmä jäänee meidän kaikkien nyt elossa olevien ainutlaatuiseksi kokemukseksi. Onneksi uusia, varmasti huikeita kuvia on vielä tulossa!

Näyttääkö Pluto tältä?

Ke, 06/03/2015 - 16:36 Jari Mäkinen

NASAn New Horizons -luotain lähestyy Plutoa ja ohittaa sen 40 vuorokauden kuluttua ja mielikuvitus hahmottelee jo kovasti sitä, mitä luotain tulee oikein kuvaamaan. Otsikkokuvana on Dan Durdan tekemä piirros siitä, miltä Pluto voisi näyttää nykytietojen mukaan.  Mutta yhtä tarkkoja oikeita kuvia saa vielä odottaa muutaman viikon ajan.

Pari metriä kanttiinsa oleva avaruusalus on lentänyt läpi aurinkokunnan lähes kymmenen vuoden ajan ja viilettää 14. heinäkuuta vain noin 12500 kilometrin etäisyydeltä. Lähimmillään nykyisin kääpiöplaneetaksi luokiteltavaa Plutoa luotain on klo 14:50 Suomen aikaa.

New Horizons on tehnyt aktiivisesti havaintoja Plutosta ja sen kuista jo usean kuukauden ajan. Sen ottamat kuvat ovat olleet maaliskuusta alkaen tarkempia kuin Maan luota Hubblen avaruusteleskoopilla tehdyt havainnot.

Silti kuvat ovat vielä harmittavan epätarkkoja ja suttuisia, vaikkakin pieniä yksityiskohtia alkaa jo näkyä: esimerkiksi Pluton pinnalla on selvästi kaksi kirkkaampaa aluetta, joita voisi kuvitella napalakeiksi. Pluto etääntyy parhaillaan radallaan Auringosta ja sen normaalisti jo kylmä pintalämpötila putoaa edelleen, ja on mahdollista, että sen kaasukehä on jo härmistymässä kuuraksi pinnalle.

Onneksi kuvat ja luotaimen lähettämät tiedot tulevat koko ajan paremmiksi ja tarkemmiksi, ja vain hieman yli kuukauden päästä saamme viimein tietää millainen paikka Pluto oikein on.

Omalaatuinen Triton

Aurinkokunnan ulko-osat ovat osoittautuneet varsin jännittäväksi alueeksi ja siellä olevat kappaleet yllättävän aktiivisiksi. 

Ensimmäinen väläys tästä saatiin 26. elokuuta 1989, kun NASAn Voyager 2 -luotain lensi Neptunus-planeetan ohitse. Se on uloin planeetoista (ja oli toiseksi uloin ennen kuin Pluto sai arvonalennuksen kääpiöplaneetaksi), suurikokoinen kaasuplaneetta,  joka on halkaisijaltaan neljänneksi ja massaltaan kolmanneksi suurin planeetta. Se on hieman Uranusta pienempi mutta massiivisempi – Neptunus on tihein jättiläisplaneetta.

Voyagerin kuvissa (kuten yllä) Neptunus näyttäytyi sinertävänä tasavärisenä pallona, missä erottuu joitain vaaleita pilvialueita ja sieltä löytyi myös yllättäen suuri tumma pilkku. Kuten muilla kaasujättiläisillä, pilkku on suuri kaasukehässä oleva pyörremyrsky. Suuren pilkun lisäksi pinnalla oli ainakin ohilennon aikaan toinen, pienempikin pilkku planeetan eteläisellä pallonpuolella.

Planeetalla on myös ohuet ja kapeat renkaat, jotka näyttävät olevat varsin epävakaat; tuoreissa maapallolta otetuissa kuvissa ne näyttävät pienentyneen huomattavasti siitä, millaisina Voyager 2 ne havaitsi.

Mutta vielä omituisempia olivat Neptunuksen kuut. Niitä on kaikkiaan 14 ja niistä jännin on Triton. Se on aurinkokunnan seitsemänneksi suurin kuu 2706,8 kilometrin halkaisijallaan ja itse asiassa suurempi kuin Pluto.

Neptunuksen etäisyydellä on Aurinko enää vain kirkas tähti taivaalla ja valaisee enää vain vähän siellä olevia taivaankappaleita, joten myös Triton on erittäin kylmä kappale. Sen pinnan lämpötila on vain noin -235 °C. Esimerkiksi metaani ja typpi jäätyvät siellä, eivätkä ne muodosta samaan tapaan järviä tai meriä kuin Saturnuksen Titan-kuussa.

Siitä ei siksi odotettu juurikaan mitään muuta kuin vaaleaa, tylsää kappaletta, mutta se paljastui erittäin aktiiviseksi maailmaksi. Tritonilla on napalakit ja sen sisältä valuu pinnalle  jäätä ikään kuin laavaa; siellä on jäätynyttä typpeä (ja vesijäätä?) suihkuttavia tulivuoria ja -geysirejä.

Tritonin sisustan oletetaan olevan hieman Maan sisustan kaltainen, eli sillä on kiinteä ydin, vaippa ja kuori. Siellä voisi olla radioaktiivista toimintaa, joka voisi tuottaa sen verran lämpöä, että esimerkiksi sen jäisen pinnan alla voisi olla nestemäistä vettä. Vettä ja jäätä lasketaan Tritonissa olevan noin  25% sen massasta, mutta se riittäisi suuriinkin vesialueisiin.

Ja jos pinnan alla voi olla nestemäistä vettä ja siten kohtalaisen mukava lämpötila, on periaatteessa mahdollista, että siellä olisi myös jonkinlaista elämää. Tässä mielessä Titan saattaa muistuttaa runsaasti Jupiterin Europa-kuuta.

Mitä tiedämme Plutosta?

Pluto voi hyvinkin paljastua Tritonin (Voyager 2:n ottama kuva yllä) kaltaiseksi paikaksi, sillä vielä nyt 40 vuorokautta ennen New Horizonin lähiohitusta ovat tietomme ex-planeetasta varsin hatarat.

Sen löysi Clyde Tombaugh vuonna 1930 ja se nimettiin 11-vuotiaan oxfordilaiskoulutytön Venetia Burneyn ideasta antiikin Rooman alamaailman jumalan Pluton mukaan. Vuonna 1979 Plutolta äkättiin myös kuu, jolle on annettiin puolestaan nimeksi Kharon – alamaailman joen Styxin väkevä lauttamies. Kuita on löydetty sittemmin neljä lisää, ja ne on nimetty samaan tyyliin: Styx, Nix, Hydra ja Kerberos

Pluto kiertää Aurinkoa soikealla radalla, joka tuo sen lähimmillään Neptunustakin lähemmäksi Aurinkoa. Se oli ratansa Aurinkoa lähimmässä pisteessä vuonna 1989, mistä alkaen se on etääntynyt ja ollut taas Neptunusta kauempana vuodesta 1999. Pluto on keskimäärin 39,7 kertaa Maan ja Auringon välisen etäisyyden päässä keskustähdestämme ja yksi sen kierros kestää 248 vuotta. Halkaisijaltaan Pluto on 2300 km ja Kharon on siitä kooltaan noin puolet.

Plutolta on havaittu hyvin ohut typestä koostuva kaasukehä ja sen pinnalla lienee typen lisäksi vähän metaania ja hiilimonoksidia. Kharonista on löytynyt myös vähän vesijäätä. Titanin esimerkin mukaisesti myös Plutossa ja Kharonissa saattaa olla orgaanisia aineita, mutta niistä ei ole suoria todisteita. Joka tapauksessa kaikki Pluton pinnalla on jäässä, sillä lämpötila on keskimäärin vain 40K, -233°C.

Sitä mukaa kun Pluto etääntyy, se kylmenee. Ja aikanaan lämpötila laskee typen jäätymislämpötilan tienoille, jolloin suuri osa planeettaa ympäröivästä kaasusta romahtaa sen pinnalle. Tuolloin lähes suoraan kohti Aurinkoa osoittava pyörimisakseli kiihdyttää vielä kaasukehän jäätymistä, joten ollessaan ratansa kaukaisimmassa pisteessä Pluto lienee täysin jäässä. Lähestyessään taas Aurinkoa se tosin taas virkoaa.

Mutta edeltävät kappaleet voidaan joutua kirjoittamaan ainakin osittain uusiksi nyt heinäkuun jälkeen, kun New Horizons kertoo millainen Pluto oikeasti on. Siihen saakka voi ihailla alla olevaa Tritonia.

Harvinaislaatuisen jännittävät ajat ovat edessä!