Uranus

Kuunpimennyksiä voi nähdä muulloinkin kuin vain täydenkuun aikaan

Pe, 07/27/2018 - 20:18 Jarmo Korteniemi
Kuva: Lucien Rudaux

Tänään illalla Suomen taivaalla näkyy pitkä ja varsin komea kuunpimennys. Harva tulee ajatelleeksi, että vastaavaa sattuu muuallakin Aurinkokunnassa. Vielä harvempi hoksaa, että niitäkin tapahtumia voi katsella.

Kuunpimennyksessä planeettamme tulee suoralle linjalle kuumme ja Auringon väliin, ja Maan varjo peittää Kuun. Voisi oikeastaan sanoa, että täysikuu on täydellisimmillään vain ja ainoastaan kuunpimennyksen aikaan.

Kuunpimennyksiä voi kuitenkin yllättäen nähdä myös silloin kun kuu ei ole täysi. Se tosin onnistuu vain kolmella hieman epätavallisella tavalla. Kaikkiin tarvitaan laatikon ulkopuolella ajattelua, apuvälineitä, ja kenties pilkunkin viilausta.

(1) Ensimmäinen vaihtoehto on siirtyä planeetalta pois. Kansainvälisen avaruusaseman Cupolassa oleva astronautti voi nähdä sekä täydellisen kuunpimennyksen että vastakkaisessa suunnassa olevan Auringon vain hieman päätään kääntäen. Kuu on sieltä katsoen lähes, muttei aivan täysi.

(2) Avaruuteen meno ei tietystikään ole kaikille mahdollista. Toinen vaihtoehto on paljon helpompi, ja mahdollistaa kuunpimennyksen katselun huomattavasti useammin kuin normaalisti. Kuunpimennys-termi täytyy vain ymmärtää laajemmin ja suunnata katse kauemmas avaruuteen.

Jupiteria kiertävät "Galilein kuut" erottuvat selvästi neljänä pienenä valopisteenä emoplaneettansa vieressä jo hyvillä kiikareilla. Aika ajoin, tarkkaan katsottuna, joku niistä kuitenkin voi näyttää sammuvan. Tuolloin kyseinen kuu on joutunut joko Jupiterin tai jonkun kanssakuunsa varjon peittämäksi - eli emoplaneetta tai joku toinen kuu on mennyt "sammuneen" kuun ja Auringon väliin. Kyse on siis kuunpimennyksestä aivan toisaalla. Ja, koskapa tilanteen näkee Maasta katsottuna hieman vinosti, kuu ei meiltä katsottuna ole aivan täysi.

Esimerkki Jupiterin Europa-kuun rengasmaisesta pimennyksestä.

Lisää Jupiterin kuiden tapahtumia (okkultaatioita, ylikulkuja ja pimennyksiä) voi tarkastella joko Project Pluton tai Sky and Telescopen taulukoista. Niitä on itse asiassa yllättävän usein. Aikoja kannattaa kuitenkin verrata Jupiterin näkymiseen Suomessa, esimerkiksi Ursan tähtikartan avulla.

(3) Kolmas keino on sijoittaa käytetty apuväline hieman eri paikkaan kuin missä itse on. Näin pimennyksiä voi nähdä vieläkin enemmän, ja erilaisia.

Marsin kaksi kuuta joutuvat aika ajoin punaisen planeetan varjoon. Pienen kokonsa vuoksi ne kuitenkin uppoavat kokonaan näkymättömiin. Curiosity-mönkijän ottamassa kuvasarjassa näkyy oivasti kuinka Phobos himmenee hiljalleen Marsin kaasukehän vaikutuksesta ja lopulta sammuu täysin päästessään itse planeetan taa.

Planeettojen kummajainen on Uranus. Sen kuiden kiertotaso on kohtisuorassa planeetan kiertorataan nähden: Kuut siis kiertävät ikään kuin pystysuorassa planeetan ympäri. Siksi sen kuiden pimennyksiä sattuu vain muutamien kymmenien vuosien välein. Tällä hetkellä Uranus lähestyy vuonna 2028 koittavaa päivänseisausta, jolloin sekä Uranuksen että sen kuidenkin pohjoisnavat osoittavat kohti Aurinkoa. Seuraavan kerran kuunpimennyksiä voi sattua vasta vuonna 2049, päiväntasauksen aikaan - eli silloin, kun kuiden kiertotaso pyyhkäisee Auringon yli eli on linjassa sekä Auringon että Uranuksen kanssa. Edellisen kerran näin kävi vuonna 2007.

Aurinkokunnassa on lukemattomia muitakin kuunpimennyksiä. Kuita löytyy paitsi kuudelta planeetalta, myös sadoilta muilta kappaleilta. Niitä on useimmilla kääpiöplaneetoilla ja ainakin 300 muulla pienkappaleella. Useimmat kuista joutuvat aika ajoin joko toistensa tai emokappaleensa varjoon. Voi kysyä filosofisesti: tapahtuuko kuunpimennys, jos kukaan ei ole sitä näkemässä?

Kuunpimennyksiä ainakin löytyy, jos vain tietää mistä hakea.

Kaikki riippuu kuitenkin näkövinkkelistä - sieltä pimentyneestä kuusta katsottuna kun kyse on aina auringonpimennyksestä. Otsikkokuvana on Rudauxin maalaus aiheesta.

Otsikkokuva: Lucien Rudaux (1874–1947)

William Herschel ja Yrjön tähti

Su, 03/13/2016 - 06:31 Markus Hotakainen
Herschelin muistiinpano Uranuksesta

Tuhansien vuosien ajan – siitä lähtien kun muinaiset taivaantähyäjät huomasivat tähtien joukossa viisi tietyllä tavalla liikkuvaa valopistettä – uloin tunnettu planeetta oli Saturnus. Tilanne muuttui 13. maaliskuuta 1781.

Saksasta Englantiin vuonna 1757 muuttanut William Herschel teki tapansa mukaan maaliskuisena iltana havaintoja rakentamallaan kaukoputkella, kun hän äkkäsi tähtien joukossa omalaatuisen kohteen. Se ei ollut pistemäinen kuten tähdet, vaan erottui pienenä kiekkona.

Herschelin muistiinpanoissa lukee tuon illan havaintoja koskevan selostuksen toisessa kappaleessa, että "Kvartiilissa lähellä Zeta Tauria alempi kahdesta [tähdestä] on erikoinen joko utumainen tähti tai kenties komeetta".

Moni muukin piti löytynyttä kohdetta komeettana, mutta kun havaintoja kertyi niin paljon, että suomalainen Anders Lexell sai laskettua uuden kiertolaisen radan, se osoittautui planeetaksi. Aurinkokunnan läpimitta kasvoi kertaheitolla noin kaksinkertaiseksi.

Herschelin ehdotus uuden planeetan nimeksi oli Georgium sidus eli "Yrjön tähti" kuningas Yrjö III:n kunniaksi, mutta se ei – onneksi – saanut ihmeemmin kannatusta.

Uranuksesta ei kertynyt kovin paljon tietoja ennen vuotta 1986, jolloin Voyager 2 ohitti kaukaisen planeetan tutkittuaan ensin Jupiteria vuonna 1979 ja Saturnusta vuonna 1981. Uranuksen jälkeen Voyager-luotain jatkoi vielä kohti Neptunusta, jonka ohi se viiletti vuonna 1989.

Kuva: Journal of the Royal Astronomical Society

Voyager 1 ohitti Saturnuksen

To, 11/12/2015 - 21:41 Markus Hotakainen
Saturnus Voyager 1 -luotaimen kuvaamana

Päivän kuva

Tosin siitä on kulunut jo 35 vuotta. 5. syyskuuta 1977 matkaan laukaistu luotain ohitti ensin Jupiterin 5. maaliskuuta 1979 ja puolisentoista vuotta myöhemmin, tarkemmin sanottuna 12. marraskuuta, rengasplaneetta Saturnuksen.

Etäisyyttä oli lähimmän ohituksen aikaan 124 000 kilometriä, mutta päivän kuvan Voyager 1 nappasi reilun viiden miljoonan kilometrin etäisyydeltä ollessaan jo loittonemassa jättiläisplaneetasta. Luotain ohitti myös Saturnuksen suurimman kuun Titanin ainoastaan 6 500 kilometrin etäisyydeltä. Kuun lähiohitus oli itse asiassa syynä siihen, että Saturnus jäi viimeiseksi planeetaksi, jota Voyager 1 tutki. 

Jo elokuussa 1977 lähetetty Voyager 2 -luotain ohitti Saturnuksen vasta elokuussa 1981, mutta jatkoi sen jälkeen vielä Uranukseen vuonna 1986 ja ohitti Neptunuksen kolmisen vuotta myöhemmin. 

Voyager 1 olisi voitu ohjata radalle, joka olisi vienyt sen kohti Plutoa, mutta Titanin ohilentoa pidettiin tärkeämpänä. Tuolloin Aurinkokunnan uloin planeetta, sittemmin kääpiöplaneetta Pluto, saikin sitten odottaa luotainvierasta aina vuoteen 2015 saakka.

Tällä hetkellä sinnikäs luotain on jo noin 20 000 000 000 kilometrin etäisyydellä Auringosta. Voyager 1 poistui heliosfääristä eli Auringon magneettikentän vaikutuspiiristä elokuussa 2012, jolloin siitä tuli ensimmäinen ihmisen lähettämä alus, joka saavutti tähtienvälisen avaruuden. Luotain lähettää edelleen tietoja ja sen odotetaan toimivan mahdollisesti vielä kymmenen vuoden ajan.

Saturnuksen F-renkaan arvoitus ratkesi

Ma, 08/24/2015 - 08:27 Markus Hotakainen
Saturnuksen renkaat

Aurinkokunnan toiseksi suurimman planeetan renkaat erottuvat helposti jo pienellä kaukoputkella, mutta niiden monimuotoisuus paljastui vasta luotainten välittämistä kuvista.

Vuonna 1979 Saturnuksen ohitti Pioneer 11, joka löysi päärenkaiden ulkopuolelta kapean F-renkaan. Sen leveys on vain joitakin satoja kilometrejä, ja sen hiukkasia pitää aisoissa kaksi "paimenkuuta", Prometheus ja Pandora.

Voyager- ja Cassini-luotainten tekemät, paljon tarkemmat havainnot eivät tuoneet selvyyttä F-renkaan syntyyn, ja pitkään on väitelty jopa siitä, kuinka paljon Saturnuksen koko rengasjärjestelmällä on ikää.  

Nykyisin vallitseva käsitys on, että renkaat ovat hyvin vanhat. Hyodo Ryukin ja Ohtsuki Keijin tekemän tutkimuksen mukaan F-rengas on peräisin renkaiden muinaisen syntyprosessin loppuvaiheista.

Jo miljardeja vuosia sitten syntyneissä renkaissa oli alkujaan paljon enemmän erikokoisia kappaleita kuin nykyisin. Niitä kertyi pieniksi kuiksi erityisesti renkaiden ulkoreunalle.

Cassini-luotaimen havaintojen mukaan näillä renkaiden reuna-alueiden kuilla on höttöisestä olemuksestaan huolimatta tiheä ydin. Japanilaistutkijoiden tekemien simulaatioiden perusteella F-rengas ja sen paimenkuut ovat syntyneet, kun nämä pienet kuut törmäilivät toisiinsa ja osittain hajosivat. 

Törmäysten seurauksena tiheitä ytimiä peittänyt pöly levisi avaruuteen, mutta jäljelle jääneet entistä pienemmät kuut paimensivat pölyhiukkaset kapeaksi ja tarkkarajaiseksi renkaaksi.

Tutkimustulos auttaa ymmärtämään planeettoja ympäröivien renkaiden syntyä yleisemminkin. Esimerkiksi Uranuksen kapeiden renkaiden muodostamassa järjestelmässä on paimenkuita samaan tapaan kuin Saturnuksella, joten niiden syntyprosessikin on todennäköisesti ollut samanlainen.

"Tutkimuksellamme onnistuimme osoittamaan, että Saturnuksen nykyiset renkaat kertovat planeetan kuiden synnystä ja kehityksestä", Hyodo arvioi.

Tutkimuksesta kerrottiin Koben yliopiston uutissivulla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA/JPL/Space Science Institute