Komeetta Churyumov-Gerasimenkoa tutkiva Rosetta on jälleen tehnyt uskaliaita lähiohituksia komeettaytimen luona, ja näistä viimeisin, viime lauantaina tehty tähän saakka uskaliain sellainen sai aikaan erään suurimman säikähdyksen lennonjohdossa mitä on koettu pitkiin aikoihin.

Kun luotain oli noin 14 kilometrin päässä komeetan pinnasta, se ei enää kyennyt navigoimaan reittiään ja asentoaan kunnolla, jolloin sen antenni siirtyi sivuun suunnasta kohti maapalloa ja siten yhteydenpito siihen häiriintyi siinä määrin, että luotain asetti itsensä varotilaan. Tuossa tilassa luotain sammuttaa kaikki ylimääräiset alijärjestelmät sekä suojaa tieteellisiä tutkimuslaitteita kytkemällä nekin pois päältä ja jää odottamaan lisäohjeita lennonjohdosta. 

Luotain saatiin tapauksen jälkeen hallintaan ensin alustavasti sunnuntaina ja siten kokonaan maanantain kuluessa, mutta se ei ole vielä jatkanut kaikkien tieteellisten tutkimusten tekemistä. 

Kestää vielä muutamia päiviä, ennen kuin rutiini pääsee jatkumaan. Nyt luotain on kuitenkin turvallisella, soikealla radalla, joka vie sen kauimmillaan 400 kilometrin päähän ytimestä ja on lähimmillään 140 km:n etäisyydellä.

Tutkijat ovat päässeet kosmisen vandalismin jäljille. Yksi Merkuriuksen arvoituksista on sen tumma pinta. Vaikka lähinaapurimme Kuu, joka muistuttaa monin tavoin Merkuriusta, heijastaa keskimäärin vain 12 prosenttia siihen lankeavasta valosta, Aurinkokunnan sisin planeetta on vielä tummempi.

Kuun ja muiden Aurinkokunnan kaasukehättömien kappaleiden pintaa tummentaa jatkuva mikrometeoriittien ja aurinkotuulen hiukkasten pommitus. Ne saavat aikaan ohuen raudan nanohiukkasten muodostaman kerroksen, joka heijastaa kehnosti valoa.

Merkuriuksesta tehtyjen spektrihavaintojen perusteella sen pinnalla on hyvin vähän nanorautaa, ei läheskään riittävästi selittämään planeetan tummuutta. Tuoreen tutkimuksen mukaan selitys saattaakin olla komeetoissa: ne kylvävät Merkuriuksen pinnalle hiiltä.

Merkuriuksen kiertoradan tienoilla Aurinkoa lähestyvät komeetat alkavat murentua vauhdilla. Niistä irtoavan pölyn massasta voi jopa neljäsosa olla hiiltä. Megan Bruck Syal laski mikrometeoriittipommituksen arvioidun voimakkuuden perusteella, kuinka paljon Merkuriuksen pinnalle on miljardien vuosien kuluessa kertynyt komeetoista irronnutta hiiltä. Tuloksen mukaan Merkuriuksen pintamateriaalissa on hiiltä 3–6 prosenttia.

Seuraavaksi tutkijoiden oli selvitettävä, kuinka paljon moinen määrä hiiltä tummentaisi Merkuriuksen pintaa. Sitä varten NASAn Ames-tutkimuskeskuksessa olevalla "tykillä" singottiin pieniä ammuksia Kuun basalttia muistuttavaan kiveen yli 25 000 kilometrin tuntinopeudella eli noin seitsemän kilometrin sekuntinopeudella.

"Käytimme mallina Kuun basalttia, sillä halusimme tehdä kokeen jollakin valmiiksi tummalla aineella ja katsoa, saisimmeko muutettua sen vielä tummemmaksi", toteaa tutkimukseen osallistunut Peter Schultz.

Tähtien räjähdyksiä eli supernovia on jo pitkään käytetty kaukaisten galaksien etäisyyksien määrittämiseen. Tyypin Ia supernovat, joissa valkoinen kääpiö räjähtää hajalle kerättyään kaasua seuralaistähdestään, ovat kirkkaimmillaan lähes identtisiä.

Kun supernovan todellinen kirkkaus tiedetään ja sitä verrataan havaittuun kirkkauteen, voidaan laskea, kuinka kaukana on supernova sekä galaksi, johon se kuuluu.

Supernovien avulla on mahdollista tutkia koko maailmankaikkeuden mittakaavaa. 1990-luvun lopulla tehty löytö pimeän energian olemassaolosta perustui nimenomaan tyypin Ia supernovien avulla määritettyihin galaksien etäisyyksiin ja liikkeisiin. Niiden perusteella maailmankaikkeuden laajenemisen huomattiin vastoin aiempia käsityksiä kiihtyvän.

Vaikka tyypin Ia supernovat ovat melkein aina melkein yhtä kirkkaita, niissä on pieniä eroja. Niihin vaikuttavat tekijät näyttävät liittyvän usein paitsi räjähtäviin tähtiin itseensä myös ympäristöön, jossa supernovat sattuvat olemaan.

Kansainvälistä tutkijaryhmää johtaneen Patrick Kellyn mukaan he löysivät tyypin Ia supernovien populaation, joka soveltuu erinomaisesti etäisyyksien tarkkaan määrittämiseen. "Niiden kirkkaus on hyvin tarkoin kytköksissä siihen, kuinka nopeasti ne himmenevät."

Tutkijaryhmä käytti hyväkseen GALEX-ultraviolettisatelliitin (Galaxy Evolution Explorer) keräämää havaintoaineistoa ja analysoi liki sadan supernovan lähiympäristön.

Tulosten mukaan vastikään syntyneiden, kuumien tähtien läheisyydessä räjähtäneet supernovat ovat merkittävästi kohtalotovereitaan luotettavampia mittatikkuja määritettäessä kosmisia etäisyyksiä. Tutkijoiden mukaan syynä on todennäköisesti se, että räjähtävät tähdet ovat nuoria valkoisia kääpiöitä eli vasta äskettäin päivänsä päättäneitä tähtiä.

Nyt löytyneen supernovatyypin avulla on mahdollista tehdä yli tuplaten aiempaa tarkempia mittauksia maailmankaikkeuden koosta ja laajenemisesta. Menetelmän arvioidaan toimivan luotettavasti vähintään kuuden miljardin valovuoden etäisyydelle.

GALEX-satelliitti kartoitti taivasta ultraviolettisäteilyn aallonpituuksilla noin kymmenen vuoden ajan. Se oli toiminnassa vuoteen 2012 saakka, mutta havaintoarkistot tarjoavat edelleen runsaasti aineistoa tutkijoiden käyttöön.

Tutkimuksesta kerrottiin JPL:n uutissivuilla ja se julkaistiin 27. maaliskuuta Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Sloan Digital Sky Survey

Maailmankaikkeudesta alle viisi prosenttia on näkyvää ainetta eli galakseja, tähtiä, planeettoja ja kaasua. Noin neljännes on pimeää ainetta ja loput, yli 71 prosenttia, pimeää energiaa, joka saa universumin laajenemaan kiihtyvällä vauhdilla.

Pimeän energian olemuksesta on vain kalpea aavistus eikä pimeää ainetta tunneta juuri sen paremmin. Hubble-avaruusteleskoopilla ja Chandra-röntgensatelliitilla on tehty vastikään havaintoja, jotka osoittavat pimeän aineen olevan vielä "pimeämpää" kuin aiemmin on arveltu.

Paitsi että pimeä aine ei heijasta, ime eikä lähetä säteilyä – eli nimeksi sopisi paremmin "näkymätön aine" – se ei juurikaan vuorovaikuta myöskään itsensä kanssa. Se pystytään havaitsemaan ainoastaan gravitaatiovaikutuksensa ansiosta.

Avaruudesta tunnetaan jo reilusti yli tuhat eksoplaneettajärjestelmää. Monilla tähdillä on useita kiertolaisia, ja niiden joukossa on niin kaasumaisia jättiläisplaneettoja kuin maankaltaisia kiviplaneettojakin. Yksikään planeettajärjestelmä ei kuitenkaan ihmeemmin muistuta omaa Aurinkokuntaamme.

Syypää kosmisen kulmakuntamme kummallisuuteen alkaa olla selvillä: Jupiter. Aurinkokunnan ylivoimaisesti suurin planeetta oli nuoruudessaan kuin Disney-animaation Räyhä-Ralf, joka pirstoi kaiken tielleen osuneen. Jupiter vaelteli ympäriinsä ja ehti tuhota sisäplaneettojen ensimmäisen sukupolven ennen karkaamistaan nykyisille sijoilleen.

Siksi Aurinkokunnassa ei ole Merkuriuksen radan sisäpuolella kiertäviä planeettoja. Monissa muissa järjestelmissä hyvin lähellä tähteä on Maata kookkaampia kiertolaisia, jopa jättiläisplaneettoja, joiden kiertoajat ovat kuukausien sijasta viikkoja tai vain vuorokausia.

Kuvan kaavioon on merkitty Kepler-avaruusteleskoopilla löytyneiden, Jupiteria pienempien eksoplaneettojen etäisyydet suhteessa Aurinkokunnan sisäplaneettojen etäisyyksiin. Planeettojen lukumäärä kussakin järjestelmässä on merkitty eri värein. Suurin osa niistä kiertää omaa tähteään lähempänä kuin Merkurius Aurinkoa, osa jopa alle kymmenen tähden säteen etäisyydellä.

Otsikosta saattavat tulla mieleen Cordwainer Smithin mystisen surumieliset novellit, mutta kyse on uudesta tieteellisestä löydöstä – joka tehtiin vahingossa.

Tutkijat olivat laboratoriossa tarkastelemassa plasman käyttäytymistä, kun siihen kohdistetaan suuritehoinen laser. Biljoonasosasekunnin sisällä lasersäteen osumasta äkisti kuumenneessa plasmassa alkoi esiintyä nopeaa virtausta tiheämmiltä harvemmille alueille.

Alueiden raja-alueelle muodostui liikenneruuhkan kaltainen kasauma, joka synnytti paineaaltoja – toisin sanoen ääntä. Korvinkuultavaa se ei ollut, sillä äänen taajuus oli liki biljoona hertsiä. Edes lepakot ja delfiinit eivät kykene aistimaan näin korkeita ääniä: plasmaäänen taajuus oli kuusi miljoonaa kertaa korkeampi kuin niiden kuuloalueen yläraja.

Tutkijat eivät pystyneet laitteillaan rekisteröimään varsinaista ääntä, vaan he tarkkailivat plasman liikkeitä hieman ylinopeustutkaa muistuttavalla koejärjestelyllä. Tosin heidän "tutkansa" kykeni havaitsemaan hyvin lyhyitä, tässä tapauksessa alle biljoonasosasekunnin mittaisia aikavälejä ja siten hyvin nopeita muutoksia plasmassa.

Alkuun tutkijoille oli epäselvää, mistä ääniaallot ovat peräisin. Numeerisen mallin avulla saatiin kuitenkin tuloksia, jotka vastasivat varsinaisessa kokeessa tehtyjä havaintoja taajuuden muutoksista. Laboratoriossa oli siten onnistuttu kehittämään uusi tapa tuottaa ääntä nesteen, tässä tapauksessa plasman virtauksen avulla.

Mitä tekemistä tällä odottamattomalla akustisella ilmiöllä on tähtien kanssa? Vihje löytyy sanasta plasma. Tähdet ovat tunnetusti plasmaa, sähköisesti varattua ainetta, jossa atomien ytimet ja elektronit ovat heittäneet toisilleen hyvästit. Tai ainakin sanoneet näkemiin.

Yorkin yliopistossa työskentelevän John Pasleyn mukaan laboratoriossa havaittu ilmiö voi esiintyä myös tähtien pinnalla. Kun syntymässä olevaan tähteen kertyy ainetta, siihen saattaa muodostua samanlaisia tihentymiä kuin laserilla pommitettuun plasmaan. Ja tihentymät voivat puolestaan saada aikaan paineaaltoja eli ääntä.

"Tähdet voivat laulaa, mutta kun ääni ei kulje avaruuden tyhjiössä, kukaan ei kuule sitä", Pasley toteaa.

Tutkimuksesta kerrottiin Yorkin yliopiston uutissivuilla tänään ja se on julkaistu Physical Review Letters -lehdessä (maksullinen) 20. maaliskuuta.

Australian keskiosista on löytynyt jälkiä mahdollisesti kaikkien aikojen suurimmasta asteroidi-iskusta. Tai oikeastaan kahdesta.

Satoja miljoonia vuosia sitten Maahan osui asteroidi, joka hajosi kahtia hieman ennen törmäystä. Tuloksena oli 400 kilometrin läpimittainen "iskualue", joka voi ulottua maankuoren läpi.

Andrew Gliksonin (kuvassa alla) johtama ryhmä oli tekemässä alueella geotermiseen tutkimukseen liittyviä kairauksia, kun he löysivät viitteitä muinaisesta kosmisesta kolarista. 

Toistaiseksi törmäyksen tarkka ajankohta ei ole tiedossa, mutta alueen kallioperä on 300–600 miljoonaa vuotta vanhaa.

Ongelmana on se, ettei tuolta aikakaudelta ole löytynyt esimerkiksi ympäri maailman levinneitä tuhkakerroksia, jotka kertovat muiden muassa 66 miljoonan vuoden takaisesta, Chicxulubin kraatterin synnyttäneestä asteroidi-iskusta.

Australiasta löytyneet törmäysjäljet viittaavat kappaleisiin, jotka päihittävät kooltaan "dinosaurusten tappajan", nykyisen Jukatanin niemimaan kohdalle iskeytyneen kymmenkilometrisen asteroidin.

Niin suuri isku olisi todennäköisesti ollut tuhoisa suurelle osalle paleotsooisen maailmankauden elämää. Toinen uuteen löytöön liittyvä ongelma on, ettei Maan historiasta tunneta joukkotuhoa, joka osuisi ajallisesti yksiin tuplatörmäyksen kanssa.

Ensi heinäkuussa New Horizons -luotain sujahtaa runsaan 12 000 kilometrin etäisyydeltä Pluton ohitse. Kääpiöplaneetasta saadaan silloin kuvia, jotka muuttavat pienenä valopisteenä kaukoputkissa näkyvän kohteen maailmaksi, jolla on erilaisia maastonmuotoja. Niille on keksittävä nimet.

SETI-instituutti on käynnistynyt kampanjan, jossa yleisöltä kerätään nimiehdotuksia Pluton ja sen suurimman kuun Charonin pinnanmuodoille. Kampanjan nimenä on "Our Pluto" eli "Meidän Plutomme".

New Horizons -luotaimen tiederyhmään kuuluvan Mark Showalterin mukaan Pluto kuuluu kaikille. "Siksi haluamme kaikkien osallistuvan tuon kaukaisen maailman kartoittamiseen."

Showalter johti havaintoprojektia, jonka tuloksena Hubble-avaruusteleskoopilla löydettiin vuonna 2011 Pluton pienimmät tunnetut kuut Kerberos ja Styx. Ne nimettiin yleisöltä saatujen ehdotusten perusteella.

"Silloin tarvitsimme ainoastaan kaksi nimeä, mutta nyt kaipaamme niitä vähintään sata", Showalter toteaa.

New Horizons kiitää Pluton ja sen kuiden ohitse niin vauhdikkaasti, että tutkijat eivät ohilennon aikana ehdi keksiä nimiä kuvissa näkyville kraattereille, vuorijonoille ja rotkoille, joita Pluton pinnalta todennäköisesti erottuu. Siksi he laativat etukäteen luettelon, josta voi valita sopivia nimiä kirjaimellisesti lennosta.

SETI-instituutin sivuilla voi käydä antamassa äänensä mieleisilleen nimille ja sinne voi jättää myös omia ehdotuksia. Nimien aihepiirit on rajattu mytologiaan, kirjallisuuteen ja tutkimusmatkojen historiaan.

Nimiä kannattaa alkaa miettiä heti, sillä kampanja jatkuu vain huhtikuun 7. päivään saakka. Määräajan umpeuduttua New Horizons -luotaimen tutkijaryhmä valikoi ehdotuksista mielestään parhaat ja välittää ne Kansainväliselle tähtitieteen unionille (International Astronomical Union, IAU), joka tekee lopulliset päätökset pinnanmuotojen nimistä.

Toistaiseksi tarkimmat kuvat Plutosta on saatu Hubble-avaruusteleskoopilla. Niissä ei erotu yksityiskohtia, mutta Pluton pinnalla näyttää olevan sekä hyvin tummia, melkein asfaltinmustia että liki lumenvalkoisia alueita. Tarkemmat kuvat ovat toistaiseksi taiteilijoiden mielikuvituksen tuotetta ja niiden detaljit korkeintaan valistuneita arvauksia.  

New Horizons -luotaimesta ja tulevasta ohilennosta löytyy lisätietoa NASAn sivuilta.

Vieraiden sivilisaatioiden viestejä on kuulosteltu yli puolen vuosisadan ajan, mutta yritykset ovat keskittyneet melkein yksinomaan radiotaajuuksille. Optista SETI-tutkimusta (Search for Extraterrestrial Intelligence) on tehty vasta runsaat kymmenen vuotta.

Nyt etsintä laajenee infrapuna- eli lämpösäteilyn aallonpituuksille. Teoriassa merkkejä teknisesti kehittyneiden avaruuden olentojen valtavista rakennelmista olisi voitu havaita jo aiemmin infrapuna-alueella, mutta tarkoitukselliset viestit ja niiden löytäminen ovat kokonaan eri asia.

Tähtienväliseen viestintään soveltuisi erinomaisen hyvin infrapunalaser. Silloin lähetystehon saisi hetkellisesti kokonaisen tähden säteilyä suuremmaksi, ja infrapunasäteily läpäisee tähtienvälisen aineen monin verroin helpommin kuin näkyvä valo. Lisäksi infrapuna-alueella saman informaatiosisällön välittäminen vaatii vähemmän energiaa kuin valosignaalien avulla.

Toistaiseksi infrapuna-SETIn esteenä on ollut sopivan tekniikan puuttuminen: instrumentit eivät ole kyenneet havaitsemaan ultralyhyitä lämpösäteilyn pulsseja. Kolmisen vuotta sitten onnistuttiin kehittämään ilmaisimia, jotka siihen pystyvät. Ja nyt niiden pohjalta on käynnistynyt NIROSETI-ohjelma (Near-Infrared Optical SETI eli lähi-infrapuna-alueen optinen SETI).

Uusi laitteisto on käytössä Kalifornian yliopiston Lick-observatoriossa. Se on asennettu yhden metrin peilillä varustettuun Nickel-teleskooppiin ja ensimmäiset havainnot tehtiin 15. maaliskuuta. Observatoriossa on aiemminkin tehty SETI-tutkimusta näkyvän valon alueella. Läpitunkevamman infrapunasäteilyn aallonpituuksilla pystytään kuitenkin tarkkailemaan tähtiä, jotka ovat satojen valovuosien sijasta jopa tuhansien valovuosien etäisyyksillä.

Hanketta johtaa Shelley Wright ja ryhmään kuuluu myös Frank Drake, SETI-tutkimuksen veteraani ja pioneeri, joka johti vuonna 1961 Ozma-projektia, kaikkien aikojen ensimmäistä avaruuden älyn etsintäohjelmaa.

Draken mukaan infrapuna-alue tarjoaa selviä etuja muihin aallonpituuksiin verrattuna: "Signaalit olisivat niin voimakkaita, että niiden havaitsemiseen riittää pienikin kaukoputki. Sellaisilta on tarjolla enemmän havaintoaikaa, mikä on isoksi avuksi, sillä tutkimuksessa on tehtävä havaintoja suuresta määrästä tähtiä." 

Toisaalta ongelmana on se, että vieraan sivilisaation laserviestin pitäisi tulla suoraan meitä kohti. Kapeaa säteilykeilaa ei muuten pystytä havaitsemaan. Radioalueella viestiliikenne leviää joka suuntaan. Maan ensimmäiset radiolähetykset ovat edenneet jo yli sadan valovuoden etäisyydelle, tosin kaiken aikaa heikentyen.

NIROSETI-laitteisto etsii taivaalta lyhyitä infrapunapulsseja, mutta kerää samalla tietoa myös säteilytason vaihteluista nanosekuntien aikaskaalassa. Siten sen avulla voidaan löytää mahdollisten vieraiden sivilisaatioiden lisäksi myös ennestään tuntemattomia astrofysikaalisia ilmiöitä.

Oikeastaan niiden löytyminen on melko varmasti todennäköisempää kuin avaruuden olentojen viestien vastaanottaminen.  

Uudesta hankkeesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (San Diego) uutissivuilla.

Yhdistyneiden kansakuntien yleiskokous teki vuonna 1999 päätöksen tästä kansainvälisestä avaruusviikosta, jota vietettäisiin joka vuosi 4.-10. lokakuuta. Nämä päivät valittiin sen vuoksi, että maailman ensimmäinen satelliitti, Sputnik 1, laukaistiin lokakuun 4. päivänä 1957, ja kymmentä vuotta myöhemmin 10. lokakuuta vuonna 1967 allekirjoitettiin kansainvälinen YK:n sopimus avaruuden rauhanomaisesta käytöstä.

Viime vuosina tapahtumien määrä viikon aikana on lisääntynyt runsaasti ja tänäkin vuonna ympäri maailman järjestetään tuhatkunta erilaista avaruusviikkoon liittyvää tapahtumaa. Tietoa näistä on Kansainvälisen avaruusviikon globaalilta sivustolta.

Viikon teemana tänä vuonna on "Löydöt" ja lisätietoja tapahtumasta julkistetaan huhtikuussa 2015.

Tietoa viime vuonna pidetystä tapahtumasta Heurekassa on täällä.