ionosfääri

Marsin magneettikenttä sykkii oudosti - tutkijat eivät osaa selittää miksi

La, 09/21/2019 - 22:24 Jarmo Korteniemi
Kuva: Nasa/JPL-Caltech
Marsin magneettikenttä sykkii keskiyöllä aivan ennennäkemättömällä tavalla. Asian selvitti planeetan pinnalle laskeutunut Nasan InSight-luotain. Laite sai myös viitteitä runsaista vesivarannoista syvällä planeetan uumenissa.

InSight-laskeutuja on kököttänyt Marsissa nyt lähes vuoden, yrittäen saada tolkkua planeetan sisäosista. Laskeutujan havainnoista on nyt viimein kerrottu ensimmäistä kertaa Genevessä pidetyssä EPSC-konferenssissa.

Kenties yllättävimmät löydöt tehtiin magneettikenttää mittaavalla magnetometrillä.

Monia yllätyksiä

Mielenkiintoisin löytö oli yön pimeimpinä tunteina toistuva täysin odottamaton magneettinen syke. Se tarkoittaa säännöllistä vaihtelua paikallisen magneettikentän voimakkuudessa (ja/tai sen suunnassa). Jopa pari tuntia kestävässä sykesarjassa yksi pulssi saattaa kestää yli minuutin. Voimakkaimmin aaltoilu näkyy pohjoissuunnassa, heikoimmin pystysuunnassa.

Jotain vastaavaa on nähty aiemminkin sekä Maassa että Marsissa. Moista magneettista vispausta tapahtuu tyypillisesti planeetan päiväpuolella (eli siellä missä aurinkotuulen, kaasukehän yläosien virtausten ja monien muiden tekijöiden vaikutukset ovat suurimmillaan) ja öisin lähellä napa-alueita (eli siellä missä kenttäviivat ohjaavat varautuneita hiukkasia kohti ilmakehää ja aiheuttavat revontulia).

InSightin huomaama sykintä tapahtuu kuitenkin keskiyön tienoilla ja päiväntasaajalla. Eli juuri silloin, kun alue on parhaassa mahdollisessa suojassa aurinkotuulelta, lähes 7000 kilometriä paksun kivikerroksen takana.

Vielä ei ole selvää mikä sykinnän aiheuttaa, mutta tutkijoilla on jo alustava idea (valistunut arvaus) mistä hommassa saattaa olla kyse.

Aurinkotuuli synnyttää Marsin hyvin heikon magnetosfäärin (vuorovaikuttaessaan sen kaasukehän kanssa) ja venyttää sen yöpuolelle suuntautuvaksi pitkäksi hännäksi. Lepattaessaan aurinkotuulen voimasta tuo häntä saattaisi sitten vuorostaan aiheuttaa kentän sykintää suoraan allaan olevalla pinnalla – eli juuri päiväntasaajan tienoilla, kun Aurinko on juuri planeetan toisella puolen. Vastaavaa ilmiötä ei ole ikinä havaittu Maassa, ehkä koska meikäläinen magnetosfääri on paljon voimakkaampi ja ilmakehä paksumpi.

Hypoteesi voitaisiin kenties tarkistaa Marsin magneettikenttää kiertoradalta tutkivalla MAVEN-luotaimella, jos se vain saadaan oikeaan paikkaan, oikeaan aikaan.

Tutkijat ovat InSightin löydöstä ymmärrettävästi innoissaan. Jos oudon sykkeen synty joskus vielä ymmärretään ja pulssit voidaan ennustaa, niitä voitaisiin käyttää planeetan sisäosien luotaamiseen. Parhaita tuloksia saisi magnetometrien linjastoilla tai verkostolla, tai pinnalla liikkuvien magneettikenttää mittaavien kulkijoiden avulla. Näin saatu aivan uudenlainen tieto voisi hyvinkin mullistaa käsityksemme Marsin kuorikerroksen rakenteesta ja kehityksestä.

Toinen yllätys oli luotaimen laskeutumispaikan magneettikentän voimakkuus. Aiempien kiertoratahavaintojen perusteella kentän voimakkuudeksi arvioitiin 20–350 nanoteslaa, mutta se osoitautuikin noin 20 kertaa suuremmaksi. Kentän lähde on magnetisoitunut kiviaines laskeutumisalueen alla.

Kannattaa huomata, että jopa tällainen oudon voimakas magneettikenttä jää kuitenkin vain sadasosiin Maan pinnalla vallitsevasta kentästä (leveyspiiristä riippuen 30–100 mikroteslaa).

Pohjavettäkin löytyi?

InSightin magnetometrillä tehtiin toinenkin erittäin mielenkiintoinen löytö: Jossain laitteen alla sijaitsee noin 2,5 kilometriä paksu kerros ainetta, joka on erittäin hyvin sähköä johtavaa. Kerroksen sijaintisyvyydeksi tutkijat arvioivat varovaisesti "enintään 100 kilometriä".

Valistuneiden arvausten perusteella varteenotettavin selitys olisi paksu  pohjaveden kerros. Kenties suolaista, ehkä veden ja jääsohjon sekoitusta.

Olettamusta tukevat lukuisat aihetodisteet. Marsin pinnalla on paljon vesijäätä ja kaasukehässä vesihöyryä. Pinnalla on nähty pieniä suolaveden purkauksia ja etelänavan läheltä on löydetty ainakin yksi iso suolaisen veden järvi jäätikön alta. Aikoinaan pinnalla virranneet ja seisoneet vesimassat ovat jättäneet monenlaisia selviä merkkejä sekä planeetan pinnanmuotoihin että mineraaleihin, eikä noiden vesimassojen katoamista ole ikinä kyetty täysin selittämään. Planeetan lämpötilan myös tiedetään nousevan syvemmälle mentäessä, vaikkei planeetan ydin enää olekaan yhtä kuuma kuin Maalla.

Vesi on selkein tunnettu aine, jolla havaittu sähkönjohtavuus voitaisiin selittää. Kerros saattaa myös hyvin olla alueellinen, ellei jopa globaali.

Pohjavesikerros ei siis olisi täysin odottamaton, mutta sen löytyminen olisi iso asia. Se ensinnäkin nostaisi roimasti marsilaisen elämän synnyn ja jopa nykyisyyteen asti säilymisen todennäköisyyttä. Ja mikäli pohjavesi olisi ihmisteknologialla saavutettavissa, "kaivoveden" saanti voisi olla suuri helpotus Marsiin kenties joskus matkaaville astronauteille.

EPSC-kokouksessa raportoidut InSightin löydöt ovat vasta alustavia, eikä niitä ole vielä ehditty vertaisarvioimaan.

Nasan InSight laskeutui Marsin pinnalle marraskuun 2018 lopulla. Laskeutumispaikka sijaitsee vulkaanisella tasangolla lähellä päiväntasaajaa (4.5° pohj. lev., 135.6° it. pit.). Alue on "tarkoituksella tylsä", sillä InSightin tehtävä ei ole perehtyä pinnan kummallisuuksiin vaan saada uusia tietoja syvältä planeetan uumenista.

Laskeutujan mukana Marsin pinnalle saatiin tutkimushistorian ensimmäinen magnetometri. Sillä tallennetaan laskeutumispaikan magneettikentän ajalliset vaihtelut ja muodostetaan kentästä tarkka kuva kolmella akselilla: itä-länsi, pohjois-etelä ja ylös-alas.

Marsin magneettikentästä saatiin hyvä yleiskuva jo 20 vuotta sitten kiertoratamittausten perusteella, mutta se ei kerro kaikkea. Pinnalta saadaan paljon tarkempaa tietoa kentän voimakkuudesta, suunnasta ja paikasta, sekä selvyys siihen kuinka kenttä aikaa myöten muuttuu.

Aiheesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Lähteet: Russell ja kumpp., "The Martian Magnetic Field As Seen By InSight" (EPSC 2019); Andrews, Mysterious magnetic pulses discovered on Mars (National Geographic, 2019)

Aloituskuva: Nasa/JPL-Caltech

Video: Lappiin rakennetaan uusi, jättimäinen radioteleskooppi revontulitutkimusta varten

Kauan suunnitellun ja vielä pitempään haaveillun uuden EISCAT-tutkan rakentaminen alkaa viimein! Tämän EISCAT_3D -sirontatutkan avulla saadaan uutta tietoa siitä, miten aurinkomyrskyt ja avaruussää vaikuttavat arktisen alueen ilmakehään.

Tämä video (tuotanto: FFAB) kertoo siitä tarkemmin.

EISCAT on 1975 perustettu ja vuonna 1981 toimintansa aloittanut tutkimushanke, joka käyttää kolmea erilaista tutkasysteemiä Suomessa, Norjassa ja Ruotsissa ionosfäärin ja magnetosfäärin tutkimiseen. Nykyisin EISCATin (European Incoherent Scatter Scientific Association) jäseniä ovat Norja, Ruotsi, Suomi, Iso-Britannia, Japani ja Kiina.

Kyseessä on eräänlainen laajalle alueelle levittäytynyt tutka: Tromsassa oleva antenni lähettää lähiavaruuteen säteilyä, joka heijastuu ja siroaa ionosfääristä ja tätä takaisin päin tulevaa säteilyä otetaan vastaan Kiirunassa, Sodankylässä ja Huippuvuorilla olevilla maa-asemilla.

Laitteistoja on parannettu olennaisesti 1980-luvun jälkeen, mutta 2000-luvun alusta alkaen on pohdittu suurempaa harppausta eteenpäin. Nimensä mukaisesti EISCAT_3D pystyy havaitsemaan ilmakehän ja avaruuden välimaastoa kolmiulotteisesti.

EISCAT_3D-tutkajärjestelmään kuuluu kolme asemaa Pohjois-Skandinaviassa: lähetin-vastaanotin Skibotnissa Norjassa sekä vastaanottimet lähellä Kaaresuvantoa Suomessa ja lähellä Kiirunaa Ruotsissa.

Skibotnin suurteholähettimen teho on viisi megawattia ja kukin asema sisältää noin 10 000 antennia. Hankkeen kokonaisbudjetti on 70 miljoonaa euroa ja projekti alkaa syyskuun 2017 alussa. Asemien valmistelutyöt alkavat kesällä 2018 ja tutkajärjestelmän arvioidaan olevan käytössä vuonna 2021.

EISCAT_3D -lähettimessä on 109 kuusikulmaista antenniryhmää, joista jokainen sisältää 91 antennielementtiä. Antennikentän halkaisija on noin 70 m.

EISCAT_3D:stä tulee maailman edistyksellisin sirontatutka, joka yhdessä nykyisen Huippuvuorten EISCAT-tutkan kanssa toimii ikkunana arktisen alueen yläilmakehään ja lähiavaruuteen. 

Toteutuksessa käytetään uusinta digitaalista ja analogista tekniikkaa, jolla ylemmästä ilmakehästä saadaan kolmiulotteinen kuva. Vaiheistetut signaalit yhdistetään elektronisesti, ja näin tutka voi mitata jopa sataan eri suuntaan kunakin ajanhetkenä.

EISCAT_3D:n avulla voidaan tutkia sitä, miten avaruudesta peräisin olevat suurienergiset hiukkaset ja sähkövirrat vaikuttavat ilmakehän eri osissa, sekä avaruussäähäiriöiden vaikutusta teknologisiin järjestelmiin, kuten satelliitteihin, satelliittipaikannukseen ja sähkönjakeluverkkoihin. EISCAT_3D-tutkan avulla voidaan tutkia myös revontulia, jotka esiintyvät ylemmässä ilmakehässä noin sadan kilometrin korkeudella

Sijainti kartalla
EISCAT_3D-tutkajärjestelmän asemien sijainnit kartalla: lähetin-vastaanotin Norjassa ja vastaanotinasemat Suomessa ja Ruotsissa.

EISCAT_3D:tä on suunniteltu useissa EU-rahoitteisissa projekteissa viimeisten kymmenen vuoden aikana. Suomen Akatemia rahoittaa investoinnista 12,8 miljoonaa euroa.

Suomessa EISCAT_3D-hanketta koordinoi Oulun yliopisto ja sen yhteydessä toimiva Sodankylän geofysiikan observatorio.

Observatorion johtaja Esa Turunen toteaa, että nyt tehty rakentamispäätös on merkittävä kansainvälinen investointi Suomeen, Ruotsiin ja Norjaan seuraaviksi 30 vuodeksi. Investoinnin taloudelliset heijastusvaikutukset ovat moninkertaiset.

Oulun yliopiston avaruusfysiikan professori Anita Aikio kertoo puolestaan, että hanke on tärkeä suomalaiselle korkeatasoiselle avaruustutkimukselle: ”Ensimmäistä kertaa voimme kolmiulotteisesti mitata avaruudesta tulevien hiukkasten ja sähkövirtojen vaikutusta ylä- ja keski-ilmakehään samanaikaisesti ja näin tutkia yhteyksiä avaruusfysiikan ja ilmakehäfysiikan välillä.”

Uutinen perustuu Oulun yliopiston tiedotteeseen.

Antarktiksella aaltoilee - mutta mikä?

Ke, 01/20/2016 - 22:10 Markus Hotakainen
Antarktiksen jäätikköä

Vedestä, jäästä tai maasta ei ole kyse, vaan ilmasta. 3–10 tunnin välein Etelämantereen yli pyyhkäisee aiemmin tuntemattomia ilmakehän aaltoja.

Nyt havaitut aallot eivät kuitenkaan tuiverra jäisessä maisemassa vaan mesosfäärissä, joka alkaa noin 50 kilometrin korkeudelta. Aallot vaikuttavat kuitenkin ylemmän ilmakehän tuuliin, ilmastoon ja jopa viestiyhteyksiin.

"Aallot ovat hyvin suuria häiriöitä, jotka aiheuttavat lämpötilassa jopa sadan fahrenheitasteen [noin 40 celsiusasteen] muutoksia alle viidessä tunnissa. Aina kun etsimme niitä, ne myös löytyvät", toteaa Cao Chen, joka on ollut useita kertoja Antarktiksella tutkimusta tehneen ryhmän mukana.

Ilmakehää luodattiin 200 kilometrin korkeuteen saakka lidarilla (Light Detection and Ranging), laseriin perustuvalla mittalaitteella, joka sijaitsee Arrival Heightsissa, noin viisi kilometriä pohjoiseen McMurdon tutkimusasemasta. 

Vuosittain yksi tai useampi tutkimusta johtaneen professori Xinzhao Chun jatko-opiskelija on viettänyt talven Etelämantereella, jotta havaintoja on saatu kerättyä ympärivuotisesti viiden vuoden ajan. 

"Löytö oli yllätys, ihan uusi havainto eikä sitä olisi onnistuttu tekemään ilman näin pitkää sarjaa", Chu kehuu.

Aaltoilua havaittiin tapahtuvan kahdessa ilmakehän kerroksessa, mesosfäärissä ja termosfäärin alaosassa, joissa lämpötila on alimmillaan -122 celsiusastetta ja korkeimmillaan 32 celsiusastetta. 97 kilometrin korkeudessa aaltoilun aiheuttama vaihtelu oli liki 40 astetta. Chun ryhmä teki havaintoja kaikkiaan 5 500 tunnin ajan eikä aaltoilu tauonnut hetkeksikään.

Vaikka ilmiö esiintyy hyvin korkealla, aallot kuljettavat energiaa ilmakehän eri osien välillä, jolloin ne todennäköisesti vaikuttavat sään ja ilmaston ohella myös ionosfääriin, joka heijastaa viestiliikenteessä käytettyjä radioaaltoja.

"Jos pystymme selvittämään näiden aaltojen alkuperän, se voi auttaa parantamaan merkittävästi ilmasto- ja avaruussäämalleja, joiden avulla yritetään ennustaa ilmakehän käyttäytymistä", Chu arvelee.

Tutkimuksesta kerrottiin American Geophysical Unionin blogisivuilla ja se on julkaistu Journal of Geophysical Research – Space Physics -tiedelehdessä (maksullinen). 

Kuva: NASA

Maapallon ympäriltä havaitaan outoa suhinaa

To, 11/05/2015 - 18:01 Jari Mäkinen
van Allenin vyöt

Ääni ei kuulu tyhjässä avaruudessa, mutta radiovastaanottimen avulla voidaan muuttaa sähkömagneettisia aaltoja kuultavaan muotoon. Itse asiassa perinteinen radio perustuu juuri tähän: radiolähetystä moduloidaan, eli muokataan lähettimessä siten, että ääni siirtyy sen mukana ja voidaan muuttaa helposti vastaanottimessa kuunneltavaan muotoon.

Luonnossa oleviin radioaaltoihin ei ole tietoisesti moduloitu signaalia, mutta erilaiset fysikaaliset ilmiöt jättävät kukin omanlaisensa sähkömagneettisen jäljen.

Esimerkiksi Maan ympärillä säteilyvöissä (otsikkokuva) olevat varatut hiukkaset synnyttävät radioaaltoja, joita voi kuunnella jopa tavallisella perinteisellä ULA-radiovastaanottimella. Kun elektronit pyörivät, resonoivat ja parveilevat, on tuloksena kuin sademetsässä olevan apinalauman rääkymistä. 

Salaman synnyttämä ääni on vinkunaa ja revontulimyrsky kuulostaa samalta kuin lintuparvi.

Ääniä voi kuunnella mm. täällä.

Näiden äänien kuuntelu on paitsi hauskaa hupia (vastaanottimen voi tehdä myös itse tai ostaa netistä), niin radioaaltojen muuntaminen kuultavaan muotoon tarkoilla vastaanottimilla on myös tapa tehdä “vakavaa” tutkimusta.

Suomessakin on mm. Sodankylän geofysiikan observatoriossa tehty samankaltaista kuuntelemista varsin pitkään, tosin kotiradiovastaanottimien käyttämiä pitemmillä aallonpituuksilla. Työ jatkuu mm. uudella AARDDVARK-laitteistolla VLF-alueella (3 -30 kHz).

Syöksyviä päiväntasaajaelektroneja?

Viime vuonna tutkijat kertoivat löytäneensä aivan uudenlaisen äänen, joka on peräisin maapallon magneettikentässä vankina olevista sähköisesti varatuista hiukkasista.

Tämä ääni on suhinaa, jota vielä nyt halloweenin jälkimainingeissa voisi kutsua myös kummitusmaiseksi kohinaksi. Tarkemmin sanottuna sen on ääntä, jonka aallonpituus vaihtelee 100 Hertzin ja usean kilohetrzin välillä. 

Animaation elektroneistaJo aiemmin on ymmärretty, että samantyyppinen suhinamainen ääni liittyy siihen, että Maata ympäröivistä säteilyvöistä sinkoaa elektroneja alas ilmakehään (kuva oikealla).

Mutta miten ja miksi?

Tämä suhina vaikutti tasaisen satunnaiselta kohinalta aina siihen saakka, kunnes tutkijat löysivät NASAn Van Allen Probe -satelliittien vuonna 2013 rekisteröimistä havainnoista spektrianalysaattorilla erilaisia, säännönmukaisia osia: äänessä oli hyvin heikkoa alirakennetta keski-C -nuotin aallonpituusalueella  ja noin kaksi oktaavia sen alapuolella.

Sen jälkeen kun löydöstä kerrottiin alun perin viime vuonna Journal of Geophysical Research -julkaisussa olleessa artikkelissa, ovat tukijat kehittäneet tarkemmin mallia, joka voisi selittää suhinan.

Tuore NASAn Earth and Space Science News -lehti kertookin jutussaan, että suhinan omituisuudelle olisi löytynyt nyt kaksi selitystä.

Yhden mukaan "ääni" tulisi suoraan maapallon päiväntasaajan päällä pyörivistä elektroneista. Toisen oletuksen mukaan se olisikin itse asiassa kauempaa Maan magnetosfäärin hännästä tulevien aaltojen sekoittumista toisiinsa. Voisi siis sanoa, että se on joko kohti Maata syösyvien elektronien kiljuntaa tai kaukana maapallon varjpuolella olevien elektronien jutustelun kaikuja.

Toivottavasti ilmiöstä saadaan piakkoin vielä tätä enemmän irti, sillä Van Allen -satelliitit ovat edelleen toiminnassa Maata kiertämässä ja ne tekevät koko ajan uusia mittauksia planeettamme säteilyvöistä sekä sähkömagneettisesta aktiivisuudesta ympärillämme lähiavaruudessa.

Siding Springin jälkihehku Marsissa

Su, 11/09/2014 - 10:32 Jarmo Korteniemi
Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Komeetta Siding Spring ohitti Marsin ennennäkemättömän läheltä 19.10.2014. Nyt tuo muutaman sadan metrin murikka on paluumatkalla takaisin Oortin pilveen lähes ikuisuuksiksi. Komeetan kiertoaika Auringon ympäri erittäin soikealla radallaan arvioidaan pyöreästi miljoonaksi vuodeksi.

Siding Spring on tiettävästi tuorein (tai ainakin ensimmäinen täysin varma) Oortin pilven kappale, jota on ikinä päästy tutkimaan läheltä. Ainutlaatuista lähiohitusta seurasi suuri joukko Marsin tutkimukseen suunniteltuja laitteita. Niiden havaintojen pohjalta komeetasta voidaan nyt rakentaa jopa parempi malli kuin mihin yksittäinen komeettaa tutkimaan lähetetty laite olisi kyennyt.

Taustatiedoiksi kannattaa lukea Tiedetuubin aiemmat jutut aiheesta: 1, 2, 3 ja 4.

Ionosfääri muuttui

Pian ohituksen jälkeen Marsin kaasukehä muuttui. Siding Springiä ympäröivä hiukkaspilvi nimittäin iskeytyi sitä päin täysin ennakoimattomalla voimalla.

"Komeetan aktiivisuus oli jo hiipunut, ja epäilimme aluksi onnistummeko löytämään kaasukehästä mitään muutoksia", muistelee IUVS-spektrometrin päätutkija Nick Schneider. Viellä kesällä hiukkaspilven arvioitiin olevan juuri ja juuri havaittava.

"Ja sitten silmiemme eteen lävähtivät nämä yksiselitteisen selvät merkit komeetasta. Vaikuttaa siltä, että ainakin muutama tonni pölyä peitti vähintäänkin yhden pallonpuoliskon. Kyse ei siis ollut mistään yksittäisestä törmäyksestä."

Tonnien tavaramäärä kokonaisen planeetan kaasukehässä ei ehkä kuulosta suurelta. Se on kuitenkin kymmeniä, satoja, kenties tuhansia kertoja enemmän kuin normaaliarvo. Käytännössä komeettahiukkasparvi oli kuin 56 kilometrin sekuntinopeudella annettu läimäytys kaasukehän koko poskelle.

Marsin voimistuneesta ionosfääristä erotettiin magnesiumia, rautaa, kaliumia, natriumia, kromia, mangaania, nikkeliä ja sinkkiä. Etenkin magnesium-piikki on valtava; kuva vieressä.

Ja sitten signaali hävisi. Siding Springin aineet vähenivät tunneissa, ja katosivat kokonaan parin päivän aikana. Tämä yllätti tutkijat.

Törmäyksessä kaasuuntuneet metallit ilmeisesti tiivistyivät ja leijailevat nyt jossain kaasukehässä. Nyt odotetaan, aiheuttavatko ne pidempiaikaisia muutoksia. Meteoripöly toimii nimittäin tiivistymisalustana vesipisaroille ja jääkiteille. Meidän ilmakehässämme sama ilmiö aiheuttaa valaisevia yöpilviä yli 75 kilometrin korkeudella. Siding Spring voi siis onnistua jopa vaikuttamaan välillisesti Marsin pinnalle pääsevään auringonvalon määrään. Tämä voidaan ehkä havaita, tai sitten ei.

Ionosfäärin muutos havaittiin useiden erilaisten laitteiden avulla. Mukana olivat ainakin Mars Expressin MARSIS-tutka ja MAVEN-luotaimen IUVS- ja NGIMS-laitteet. Löydöstä kerrottiin NASAn tiedotustilaisuudessa perjantaina (7.11.).

Kuva: Meteorimyrsky Curiosity-kulkijan yllä taiteilijan kuvittelemana. Lähde: NASA/JPL-Caltech

Näkymätön spektaakkeli

Schneiderin mukaan marsilaiselle yökyöpelille näky olisi ollut hieno. "Taivaalla on täytynyt viuhua tuhansia tähdenlentoja tunnissa. Oikea meteorimyrsky. Natrium olisi varmaankin värjännyt taivaan keltaisella jälkihehkulla, joka olisi näkynyt ihmissilminkin."

Mutta kukaan ei nähnyt ilotulitusta. Kaikki planeettaa kiertävät luotaimet olivat pahimman hiukkaspommituksen aikaan suojassa planeetan toisella puolen. Luotainten kuurupiilo lieni kuitenkin oikea päätös.

NASAn planeettatiedeosaston johtaja Jim Green on huojentunut. Pölyn määrä kun ylitti kaikki odotukset. "Olen iloinen päätöksestämme siirtää alukset Marsin toiselle puolelle. Uskon todella, että siellä piileskely pelasti ne [tuholta] ja antoi meille mahtavan mahdollisuuden näiden havaintojen tekemiseen."

Väärällä puolella planeettaa ollut luotain olisi todella voinut olla mennyttä.

Komeetta-aineksen kimpussa

Komeetasta saatiin myös suoria havaintoja. Luotainten kymmenet erilaiset laitteet seurasivat tilannetta. Datan määrä ja laitteiden monimuotoisuus on niin suuri, että lisää löytöjä on varmasti odotettavissa.

Spektrometrien aineistot täydentävät toisiaan. Näkyvän valon ja infrapunan alueella havaitseva CRISM näki komeettaytimen lähiympäristöineen selkeästi monivärisenä pisteenä. Ultraviolettialueella toimiva IUVS taas huomasi selvästi vedyn jakauman komeetan ympäriltä. Kummankin aineistossa jokainen "piste" kuitenkin sisältää tarkat tiedot pitkältä spektrialueelta. Tällaisista moniulotteisina "datakuutioista" erottuvat hyvällä tuurilla paitsi komeetan eri osien absorptio, emissio, heijastukset ja siroaminen, myös pienen tulkinnan kautta monenlaiset suuren mittakaavan materiaalierot. Ja spektrometrejä on muitakin.

Ja sitten on vielä hiukkasilmaisimia, tutkakeilauksia ja muuta. Kun saatu tieto yhdistellään, Siding Springistä saadaan lopulta ennennäkemättömän "värikäs" ja monipuolinen käsitys.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Kuva: CRISMin komeettanäkymä värikuvaksi typistettynä - todellisuudessa aineisto on monipuolisempaa spektridataa. Lähde: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Perinteisistä kuvista ei paljoa iloa

Luotaimilla ei saatu ohituksesta ainuttakaan huippuhienoa tai henkeäsalpaavaa kuvaa, sillä Siding Spring viiletti niistä 140000 kilometrin päästä. Alempana näkyvä kuvasarja on ylivoimaisesti tarkin, mitä komeetasta yleensäkin saatiin. Ytimen halkaisija on siinä vain 2 - 3 kuvapistettä eli alle kilometrin. Pinnanmuotoihin ei siis millään päästä käsiksi.

Myös Mars Express HRSC/SRC-kameran kuvissa erottuu selvästi liikkuva, mutta varsin outo muoto. Kyse ei siinäkään ole komeettaytimen valoista ja varjoista, vaan ytimen ja sitä ympäröivän hiukkaspilven reilusti ylivalottuneesta jäljestä.


Kuva: HiRISEn tarkimmat kuvat Siding Springin ytimestä. Lähde: NASA/JPL

Planeetan pinnalta otettujen kuvien osalta päästiin lähes samaan. Opportunity-kulkija näppäsi otoksen, jossa erottuu sumuinen kohde. Kyse kyllä on komeetasta, mutta suttuisuus johtunee lähinnä erittäin pitkästä valotuksesta ja komeetan nopeasta liikkeestä taivaalla. Myös Curiosity-kulkija sai komeetasta potretin - tosin vain yhden ainoan kuvapisteen levyisenä.

Pinnalta otettuja kuvia voidaan kuitenkin verrata avaruudesta otettuihin komeettaotoksiin. Näin voidaan ehkä määrittää välissä olevan kaasukehän valonläpäisykykyä ja koostumusta ohituksen aikaan. Ja ainahan voi toki toivoa, että jompikumpi pinnalla ajelevista roboteista onnistui (päiväkäyttöön tarkoitetuilla kameroillaan) havaitsemaan edes yhden, riittävän kirkkaan tähdenlennon - tai valaisevia yöpilviä.

Kaksi luotainta vaikuttaa jääneen täysin ilman havaintoja. Mars Odysseyn THEMIS-kameralla kyllä yritettiin, mutta laite oli joko suunnattu väärin tai sitten sen erotuskyky oli liian huono. Intian avaruusjärjestö taas ei ohituksen jälkeen ole kertonut mitään oman MOM-luotaimensa (Mars Orbiter Mission) tekemisistä - siis mikäli "ohi meni" -twiittiä ei huomioida. Kyse voi olla vain Intian vaisummasta uutisointipolitiikasta. Tai kenties upouudella, Intian tietotaitoa testaavalla luotaimella ei edes yritetty tutkia komeettaa. Jos taas luotaimella on jotain ongelmia, niillä ei liene tekemistä Siding Springin ohituksen kanssa.

Tieteellisten löytöjen varmistumiseen ja julkaisuun voi kulua jopa vuosia. Jahka tutkijat ovat saaneet kahlattua aineistot läpi, on kuitenkin luvassa monenlaisia uusia tietoja tämän komeetan olemuksesta. Syynissä ovat sekä ytimen että sitä ympäröivän hiukkaspilven koostumus, aineen jakauma sekä tietysti murikan aktiivisuus. Ehkä samalla voidaan sanoa myös jotain Oortin pilven kappaleista yleensäkin.


Ajantasaista lisätietoa löytyy myös englanniksi NASAn Siding Spring -sivuilta.

Kannattaa lukea myös Tiedetuubin aiemmat jutut Siding Springin Mars-ohituksen eri vaiheista: Historiallinen kohtaaminen vuoden päässä (8.12.2013), Komeetan aktiivisuus kiihtyy (27.3.2014), Ohitushetken tunnelmia (17.-19.10.2014) ja Ensimmäiset kuvat ohituksesta (20.-21.10.2014).


Komeettaa tutkineet laitteet (tärkeimmät lihavoituna):

Luotain Valtio / järjestö Ensisijaiset laitteet Mahdollisesti käytetyt ja toissijaiset laitteet Uutiset
MEX, Mars Express kansainvälinen / ESA ASPERA-3, HRSC, MARSIS OMEGA, PFS 1, 7
MRO, Mars Reconnaissance Orbiter USA / NASA CRISM, HiRISE, CTX, MCS, MARCI SHARAD 2
MO, Mars Odyssey USA / NASA THEMIS GRS 3
MAVEN, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission USA / NASA IUVS, NGIMS, LPW, MAG, SEP STATIC SWEA, SWIA 4, 7
MOM, Mars Orbiter Mission Intia / ISRO - ? (MCC, TIS, MENCA, LAP...) -
Opportunity, Mars Exploration Rover - B USA / NASA PANCAM - 5
Curiosity, Mars Science Laboratory USA / NASA MastCAM, CHEMCAM - 6

Otsikkokuva: Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.