Skip to header Skip to main navigation Hyppää pääsisältöön Skip to footer

Main navigation

  • Etusivu
  • Aihealueet
    • Avaruus
    • Tiede
    • Tekniikka
    • Luonto ja ympäristö
    • Terveys ja lääketiede
    • Ihmiset
    • Taide
    • Paikkoja
    • Arvioita
  • Videot ja podcastit
  • Uusimmat jutut listana
  • Jutturuletti
  • Tiedekiinnostavuuskartta
Tiedetuubi

Marsin järvet ovat ehkä olleet elämälle suotuisia

Marsin muinainen järvi?
Marsin muinainen järvi?
Markus Hotakainen

Sinänsä ei ole mikään uutinen, että Marsin muinaisissa järvissä on saattanut olla elämää – tai ainakin elämän kannalta suotuisat olosuhteet.

J. Alexis Palmero Rodriguez ryhmineen on tutkinut Marsin vulkaanisten ylänköjen reunamilla sijaitsevia hautavajoamia. Yli kolme miljardia vuotta sitten niissä lainehti vesi, joka oli peräisin punaisen planeetan pohjavesiesiintymistä.

Laaksoihin muodostuneet järvet eivät olleet mitään aivan ohimeneviä ilmiöitä, vaikka eivät pysyviä olleetkaan. Järvet tulivat ja menivät olosuhteiden muuttuessa, mutta saattoivat tarjota kymmenien tai satojen miljoonien vuosien ajan elämälle edullisia turvapaikkoja. 

Kuvassa on tasanko, jolla on mahdollisesti lainehtinut vettä joitakin kymmeniä miljoonia vuosia sitten. Sen reunamilla olevat harjanteet (merkitty nuolilla) ovat kenties syntyneet, kun jäätynyt vesi on työntänyt edelleen maakerrostumia. 

"Sopivat lämpötilan vaihteluvälit, nestemäisen veden esiintyminen ja saatavilla olevat ravinteet, jotka luonnehtivat elämälle suotuisia ympäristöjä Maassa, ovat todennäköisempiä Marsissa alueilla, joilla on pitkäaikaisia veteen ja vulkaaniseen toimintaan liittyviä prosesseja", Rodriguez toteaa.

"Suolakerrostumien ja muiden sedimenttien esiintyminen muinaisissa Marsin järvissä ovat astrobiologian kannalta erityisen merkittävää, kun etsitään elämälle suotuisia paikkoja. Se pätee etenkin silloin, jos Marsin muinaisen pohjaveden purkaukset, jotka muistuttavat miljardeja vuosia aktiivisina olleita hydrotermisiä järjestelmiä, muodostivat tutkimuksessa esitettyjen kaltaisia paleojärviä."

Marsin muinaisten järvien paikallistaminen on haastavaa, sillä planeetan hyvin kylmässä ja harvassa kaasukehässä syvänteisiin kertynyt vesi olisi käyttäytynyt toisella tavalla kuin Maassa.

"Tutkimuksemme mukaan Tiibetin vuoristojärvissä on ainutlaatuisia muodostelmia, jotka saattavat selittää Marsin tasangoilla esiintyviä ilmiöitä", Rodriguez kuitenkin lisää.

Tutkimuksia on tarkoitus jatkaa paikan päällä, ei tosin Marsissa vaan Tiibetissä. Rodriguez käy ensi kesänä Tiibetissä tutkimassa alueita, joilla saattaa olla merkitystä astrobiologisen tutkimuksen kannalta.

Tutkimuksesta kerrottiin Planetary Science Instituten uutissivuilla ja se on julkaistu Planetary and Space Science -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA

Puuska aurinkotuulessa on tuomassa revontulia

Jari Mäkinen


Viime torstaina tapahtunut roihupurkaus Auringossa heitti avaruuteen sähköisesti varattua kaasua, ja osa siitä saapuu tänään illalla maapallon kohdalle. Luvassa on pieni avaruusmyrsky ja kenties revontulia. Koko Suomi on kuitenkin aika tiiviisti pilvien alla, joten tämä näytelmä jäänee näkemättä. Sen sijaan Auringossa oleva suuri korona-aukko saanee aikaan revontulia myös koko alkuviikoksi – ainakin Lappiin.


Auringossa oleva pilkkuryhmä AR2497 on ollut viime päivinä eläväinen. Ensin se tuotti viime torstaina yhden keskiluokkaa olleen purkauksen ja röyhäytti uudelleen hieman voimakkaammin perjantaina. Silloin tuloksena oli M1-luokan roihupurkaus. Vähitellen Auringon sivupuolelle täältä Maasta katsottuna kääntyvä pilkkuryhmä on edelleen aktiivinen ja jatkaa ennusteen mukaan pienten purkausten päästelyä, mutta mitään isompaa näytelmää se tuskin enää tuottaa.

NOAAn avaruussäätä ennustava toimisto arvelee M-luokan purkausten todennäköisyyden olevan 35% ja voimakkaampien X-luokan vain 5%.

Sen sijaan sen kohti Maata sysäämä kaasupilvi saapuu tänne tänään ja saa mahdollisesti aikaan revontulia keskisen Suomen päällekin, kenties etelämmäksikin. Sääennuste on kuitenkin varsin synkkä, joskin kenties huomenna etenkin lounais-Suomessa voi olla taivaskin näkyvissä. Hyvällä onnella revontulia on silloin näkyvissä.

NOAA povaa korkeille leveysasteille suurta revontuliaktiivisuutta seuraaviksi päiviksi ja myös keskikorkeuksille (kuten Etelä-Suomeen ja vastaaville alueille) selvästi kohonnutta aktiivisuutta: tämän päivän todennäköisyys revontulille on 35% ja huomisen 40%. Tosin on mahdollista, että suurin aktiivisuus osuu siihen aikaan, kun Suomessa on päivä.

Ilmatieteen laitoksen avaruussääennuste päivitettäneen vasta huomenna, mutta sen Auroras Now -lupaa hieman kohonnutta geomagneettista aktiivisuutta. 

Joka tapauksessa lähipäivien iltoina kannattaa pitää silmät kohti taivasta.

Kuten yllä oleva NASAn SDO-satelliitin äärimmäisen ultraviolettisäteilyn alueella ottama kuva näyttää, on Auringossa parhaillaan varsin suuri ns. korona-aukko. 

Korona on Aurinkoa ympäröivä kuuman kaasun kehä, joka muuttuu kauemmaksi Auringosta tultaessa vähitellen aurinkotuuleksi, avaruuteen puhaltavaksi harvaksi hiukkasvirraksi. Auringon pinnalla oleva magneettikenttä (tai itse asiassa monimutkainen magneettikenttien verkosto) hillitsee yleensä kaasun pääsyä avaruuteen, mutta toisinaan tilanne pinnalla on sellainen, että koronassa on ikään kuin aukko, mistä aurinkotuuli pääsee suihkuamaan suoraan avaruuteen.

Tällaisia repeytymiä on aina silloin tällöin, keskimäärin kerran kuukaudessa, eikä tilanne ole nytkään mitenkään erityinen, paitsi että aukko on hieman pitkäikäisempi ja juuri nyt se on varsin "avoimena".

Se on syöttänyt jo jonkun aikaa keskimääräistä enemmän ainetta aurinkotuuleen ja siksi olosuhteet pohjoisessa ovat olleet aika suotuisia näyttäville revontulille. Niitä ei kuitenkaan ole näkynyt juurikaan etelämpänä. 

Viikonlopun avoimet aurinkotuuliovet saanevat aikaan pientä avaruusmyrskyä 16. ja 17. helmikuuta, eli tiistain-keskiviikon tienoilla, kun nyt avaruuteen syöksyvä aine saavuttaa maapallon.

Otsikkokuvassa on revontulia Suomesta Nellimistä Natalia Robban kuvaamana.

Onko gravitaatioaaltohavainto todellinen?

Havainnollistus gravitaatioaalloista
Havainnollistus gravitaatioaalloista
Jari Mäkinen


Viime viikolla kerrottiin mullistava uutinen gravitaatioaaltojen löytymisestä Washington D.C.:ssä pidetyssä lehdistötilaisuudessa, mutta vastaava tilaisuus oli suunnitteilla jo vuonna 2011. Silloin se peruttiin.


Todisteet viime syyskuussa havaitusta gravitaatioaallosta ovat vakuuttavia: kahden mustan aukon sulautumisesta syntynyt gravitaatioaalto havaittiin erikseen kahdessa aaltoja havaitsevan LIGO-järjestelmän havaintopaikassa, aalto oli hyvin samanlainen molemmissa ja havaittujen aaltojen välinen aikaero oli juuri se, minkä ohi kiitäviltä gravitaatioaalloilta laskettaisiin kestävän kahden havaintopaikan välisen etäisyyden taittamiseen.

Lisäksi havaitut aallot olivat juuri sellaisia kuin odotettiin. Eipä parempaa ja täydellisempää havaintoa voisi toivoa!

Paitsi että LIGO teki yhtä lailla täydellisesti odotuksiin sopivan havainnon jo vuonna 2010.

Silloinkin tutkijat päättelivät, että kyseessä oli törmäävät mustat aukot. Havainto ja sen tekeminen käytiin tarkasti läpi, sen taustalla olevan törmäyksen fysiikka setvittiin ja lopulta havainnosta kirjoitettiin tieteellisiä artikkeleita, joista tärkein oli otsikoitu "Evidence for the Direct Detection of Gravitational Waves from a Black Hole Binary Coalescence", eli vähän kuin nyt julkaistu tutkimus: tässä oli ensimmäinen todiste suorasta gravitaatioaaltohavainnosta ja aalto oli peräisin kahden mustan aukon yhdistymisestä.

300 tutkijaa ympäri maailman kerääntyi maaliskuussa 2011 Kaliforniaan keskustelemaan löydön julkistamisesta ja satakunta muuta tutkijaa oli videoyhteyden päässä.

Ilmapiiri oli erinomainen ja iloinen aina siihen saakka kunnes LIGO-observatorion johto kertoi karvaan totuuden: he olivat syöttäneet havainnon laitteistoon nähdäkseen miten laaja, kansainvälinen tutkijatiimi reagoisi löytöön – ja huomattaisiinko havaintoa lainkaan.

Havainnosta kerrotaan myös LIGO:n nettisivuilla, tosin teknisenä testinä. Mukana testissä oli Italiassa sijaitseva yhteiseurooppalainen VIRGO-havaintolaite.

Tästä tapauksesta kertoo Stuart Clark blogissaan The Guardian -lehdessä viitaten maailmalla kiertäviin huhuihin siitä, että nyt tehty havainto olisikin itse asiassa vastaavanlainen koe.

Nyt toki havainnosta on julkistettu paljon lisätietoa, ja Science-lehdessä on erinomainen kuvaus havainnon tekemisestä. Tietoisesta huijauksesta ei siis tässä tapauksessa todennäköisesti ole kyse.

Gravitaatioaallot synnyttänyttä mustien aukkojen sulautumista on myös yritetty etsiä syyskuusta alkaen taivaalta esimerkiksi kaukoputkin, mutta turhaan. Näin voimakas tapahtuma periaatteessa olisi ollut näkyvissä myös perinteisin havaintolaittein.

LIGO:n havainto on vakuuttava, kenties jopa liian hyvin odotusten kaltainen, ja on olemassa edelleen koko joukko häiriötekijöitä, jotka olisivat voineet saada aikaan signaalin. Tutkijoiden kova halu saada gravitaatioaallot näkyviin saattavat myös vaikuttaa havainnon käsittelyyn.

Tämä ei olisi ensimmäinen kerta, kun innostus on vienyt tutkijatkin mukanaan, sillä gravitaatioaaltojen löytyminen on suuren luokan uutinen niin tieteelle yleensä kuin usean tutkijan urakehityksellekin. Edellisen kerran näin kävi kaksi vuotta sitten maaliskuussa, kun mekin kerroimme Tiedetuubissa BICEP2-kokeen "havaitsemista" painovoima-aalloista.

Mitä siis pitäisi ajatella nyt tehdystä löydöstä ja sen näyttävästä julkistuksesta? Kannattaa iloita, mutta pitää edelleen mielessä se, että kenties kyseessä oli jälleen väärä hälytys...

Lisätietoja odotellessa kannatta lukea uudelleen mainittu tiedote LIGO:n teknisestä testistä, sillä se kertoo paljon siitä mitä nytkin olisi pitänyt lisäksi havaita.

*

Juttuun on lisätty klo 10:45 linkki Harward-Smithsonianin uutiseen mustien aukkojen törmäyksen jälkihehkun etsimisestä optisella alueella. Klo 11:30 lisätty vielä Science-lehden linkki gravitaatioaallon havainnen henkilön tarinaan. Samalla otsikko vaihdettiin vähemmän skandaalinkäryiseen.

Todella outoa tanskanmaalla: Tyko Brahen sekava maailmankuva

Jari Mäkinen


Tänään vuonna 1588 tanskalainen Tyko Brahe esitteli ajatuksensa Aurinkokunnasta. Se oli jännä siinä mielessä, että se koitti tasapainoilla vanhan maakeskisen maailmankuvan ja uuden, havaintojen pohjalta muodostumassa olevan mallin välillä. Lyhyesti: meni metsään, mutta on historiallisessa mielessä kiinnostava.


Päivän kuvaNiin sanottu Tykoninen systeemi oli epätoivoinen yritys yhdistää Ptolemaioksen ajoilta periytyvä maakeskinen kuva Aurinkokunnasta uuteen, Nikolaus Kopernikuksen ehdottamaan aurinkokeskiseen systeemiin. 

Kirkko oli hirttäytynyt täysin maakeskiseen systeemiin, jonka mukaan maapallo on kaiken keskus, ja Aurinko, Kuu sekä muut planeetat kiertävät sitä. Oikeastaan koko ajan tätä kuvaa oli jouduttu korjaamaan eri tavoilla, sillä planeettojen liike taivaalla ei osunut juuri lainkaan yhteen sen ajatuksen kanssa, että ne kiertäisivät Maata ympyränmuotoisilla kiertoradoilla. 

Mitä tarkempia havaintoja tehtiin, ja ennen kaikkea säännöllisesti ja tieteellisen kurinalaisesti, sitä ilmeisemmäksi ristiriita todellisuuden ja maakeskisen mallin välillä kävi.

Erityisen merkittävä tämä ristiriita oli Tyko Brahen mielessä, sillä hän oli yhtäältä hyvin perinteinen tanskalaisaatelinen, mutta toisaalta myös ensimmäinen erittäin tarkkoja havaintoja tähtien ja planeettojen paikoista taivaalla tehneistä tähtitieteilijöistä. Voisi sanoa, että hän meni tähtitieteessä niin pitkälle kuin ilman kaukoputkea oli mahdollista.

Hän näki ja ymmärsi erittäin selvästi ristiriidan havaintojen ja vallitsevan maailmankuvan välillä, joten hän yritti selittää asiat parhain päin tasan 428 vuotta sitten julkaistussa kirjassaan De mundi aethorei recentioribus phaenomenis. 

Sen ydin oli tänään päivän kuvana oleva piirros, jossa Maa on edelleen kaiken keskus, mutta muut planeetat kiertäisivät Maata kiertävää Aurinkoa. Lisäksi Kuu luonnollisesti kiersi tässäkin mallissa maapalloa. Olennaista oli kuitenkin se, että Aurinko kiersi Maata, ja Merkurius, Venus, Mars, Jupiter ja Saturnus kiersivät puolestaan Aurinkoa. Tämä pystyi Brahen mukaan selittämään maailman.

Eräs epäilijöistä oli Brahen assistenttina ollut Johannes Kepler, joka myöhemmin - juuri Brahen tarkkojen havaintojen pohjalta - kehitti kuuluisat lakinsa planeettojen liikkeistä Auringon ympärillä. Muutenkin maakeskinen malli oli ajautumassa karille tuolloin 1500-luvun lopussa; viimeistään kaukoputki passitti maakeskisen mallin historiaan, sillä kaukoputken avulla voitiin nähdä mm. Venuksen vaiheet ja Jupiterin kuut, joita oli vaikea selittää perinteisten uskomusten perustella.

Miltä gravitaatioaalto kuulostaa? Tältä...

Jari Mäkinen


Ei, gravitaatioaaltoja ei voi kuulla, mutta ne voi muuttaa kuultavaan muotoon.


Ja näin ovat LIGO-kollaboraatiossa mukana olevat Caltechin tutkijat tehneet.

Alla olevassa videossa on visualisoituna gravitaatioaallot sellaisina kuin kaksi LIGOn havaintolaitetta ne havaitsivat. Tai siis kuvaaja siitä, miten laitteiden interferometrit reagoivat aaltoon, kun se heilutti avaruuden geometriaa havaintopaikoilla ohi mennessään.

Sitten taajuutta on muutettu siten, että se on helpommin ihmiskorvin kuultavissa. Lisäksi kummassakin tapauksessa ääntä on hidastettu, sillä signaali kesti oikeasti vain 20 millisekuntia.

On sinänsä huimaa, että näin voimme kuunnella sitä, kun kaksi mustaa aukkoa törmäsivät toisiinsa ja vapauttivat valtavan määrän energiaa avaruuteen.

Paremmin taivaallisesta ilotulituksesta voi nauttia Caltechin gravitaatioaaltoäänisivulla – sekä alla olevalla videolla.

Aurinko röyhtäisi jälleen kohti maapalloa

Jari Mäkinen


Vaikka pohjoisessa on nähty viime viikkoina komeita revontulia, on Aurinko ollut viime aikoina varsin vaisu. Suuria pilkkuryhmiä ei ole ollut sen pinnalla, ja ne jotka ovat olleet, ovat olleet rauhallisia. Kunnes nyt yksi innostui ärhentelemään.


Pilkkuryhmässä AR2497 eilen illalla klo 23.03 Suomen aikaa tapahtunut purkaus oli keskivoimakas ja se arvioitiin luokkaan C9 kuuluvaksi.

C-luokan roihut eivät ole erityisen voimakkaita, mutta selvästi normaaliaktiivisuutta ärjympiä. Purkauksia luokitellaan kirjaimilla A, B, C, M ja X, ja aivan kuten maanjäristysten arvioinnissa, on kukin kirjain kymmenkertaisesti edellistä voimakkaampi. Näin olleen voimakkaimmat X-luokan purkaukset ovat 100 kertaa energeettisempiä kuin C-luokan purkauksen. 

Lisäksi kunkin kirjaimen perässä on numero 1:stä 9:ään, ja se kertoo loogisesti kuinka voimakas purkaus oli kunkin luokan sisällä. Näin olleen tämä C9 oli lähes M-luokkaa.

Kiinnostavaa tässä purkauksessa on kuitenkin se, että osa siitä sinkoutui kohti Maata.

Tyypillisesti aurinkotuulelta ja siinä olevilta kaasukerääntymiltä kestää kaksi-kolme vuorokautta kiitää planeettainvälisen avaruuden läpi Maan tienoille. Tämänkertaisen purkauksen saapumisaikaa ollaan toistaiseksi vielä arvioimassa.

Tätä ennen Auringossa  tapahtui pieni purkaus viime sunnuntaina iltapäivällä. Yleisesti ottaen Auringon aktiivisuus on heikkenemässä ja se saavuttanee 11-vuotisen aktiivisuussyklinsä pohjan vuoden 2020 tienoilla.

Ilmatieteen laitoksen avaruussääraportin mukaan tänään ja huomenna on kohtalainen todennäköisyys nähdä (sään salliessa) revontulia Lappia etelämpänäkin.

Auringon pinnalla näkyvä korona-aukko tuottaa keskimääräistä hitaampaa aurinkotuulta, joka saa aikaan vain pientä geomagneettista häiriöisyyttä Suomeen lähipäivien kuluessa. Häiriöitä on odotettavissa erityisesti huomisen päivän kuluessa (Kp = 2-4 yhdeksänportaisella asteikolla). Suurimmat häiriöt sijoittuvat napapiirin pohjoispuolisille alueille. Suuria indusoituneita virtoja aiheuttavat hetkelliset magneettikentän heilahtelut jäänevät Etelä-Suomessa hyvin pieniksi. 

Lue lisää tämänhetkisestä avaruussäästä: Auroras Now (linkki Ilmatieteen laitoksen palveluun)

Yllä: eilinen purkaus SOHO-satelliitin kuvaamana.

Japani on ampumassa röntgenjättiläistä taivaalle

Astro-H
Astro-H
Jari Mäkinen


Japanin avaruushallinto JAXA on laukaisemassa avaruuteen uutta, suurikokoista röntgensäteilyn aallonpituusalueella tähtitaivasta tutkivaa avaruusteleskooppia. Astro-H oli tarkoitus lähettää matkaan tänään, mutta laukaisua lykättiin huonon sään vuoksi.


Lähes kaikki tähtitaivaan kohteet lähettävät näkyvän valon lisäksi muita sähkömagneettisen spektrin säteitä, ja itse asiassa monet kohteet ovat kirkkaampia muilla aallonpituusalueilla. Osaa säteistä, kuten infrapunasäteilyä, ultraviolettia, röntgenaaltoja ja gammasäteitä voi havaita kunnolla vain avaruudesta, sillä maapallon ilmakehä ei päästä näitä (onneksi) tänne Maan pinnalle saakka.

Kun ensimmäiset röntgensäteet avaruudesta havaittiin 1940-luvulla, oli kyseessä hieman samankaltainen elämys kuin painovoima-aaltojen löytyminen; uusi ikkuna avaruuteen avautui.

Nyt röntgentaivasta tutkitaan rutiininomaisesti avaruudessa olevilla teleskoopeilla, joskin aivan viime aikoina ei suurikokoisia röntgenalueen avaruusteleskooppeja ole lähetetty kiertoradalle. Edelleen suurimmat – ja yhä toiminnassa olevat – teleskoopit Chandra ja XMM-Newton laukaistiin avaruuteen vuonna 1999, ja tuorein havaintolaite, NuSTAR on puolestaan varsin pienikokoinen.

Parhaillaan japanilaisen H-2A -kantoraketin nokassa Tanegashiman avaruuskeskuksessa lähtöään odottava Astro-H on puolestaan keskikokoinen röntgensatelliitti, mutta sen odotetaan saavan parempia tuloksia kuin jo kohta 20 vuotta vanhat Chandra ja XMM-Newton.

Astro-H:n massa laukaisun aikaan on 2,7 tonnia ja siinä on kaikkiaan neljä röntgenalueella toimivaa teleskooppia: kaksi niistä havaitsevat "pehmeää" röntgensäteilyä energia-alueella 0,3-12 keV ja toiset kaksi on viritetty "kovaa" röntgensäteilyä varten, eli havaitsemaan energia-aluetta välillä 5-80 keV.

Pehmeän alueen teleskoopit ovat polttoväliltään 5,6 metriä ja kovan alueen 12 metriä. 

Röntgenteleskoopit ovat tyypiltään sellaisia, että korkeaenergisemmän säteilyn havaitseminen vaatii käytännössä pitemmän polttovälin. Tätä menetelmää hyödyntäen satelliitin kovan alueen teleskooppien polttoväliä voi vielä pidentää kuudella metrillä, jolloin päästään havaitsemaan jopa 600 keV:n aluetta.

Teleskoopit pystyvät niin ottamaan kuvia kuin myös viipaloimaan havaitsemaansa säteilyä pienempiin aallonpituusalueisiin, eli tekemään spektroskooppisia havaintoja.

Halkaisijaltaan suurin teleskooppi on 45 cm, eli se ei ole kovin suuri optisen alueen kaukoputkiin verrattuna, mutta röntgenteleskoopiksi se on kookas.

Astron-H ja sen osat: kovan röntgensäteilyn (HXT) ja pehmeän säteilyn (SXT-S, SXT-I) teleskooppiosat, kovan säteilyn (HXI) ja pehmeän säteilyn (SXI) kamerat, pehmeän säteilyn spektrometri (SXS) ja gammasädemittari (SGD).

 

Uusi laukaisuyritys piakkoin

Raketin laukaisu oli tarkoitus tehdä tänään perjantaina klo 10.45 Suomen aikaa, mutta 53 metriä korkean raketin laukaisua päätettiin siirtää tuonnemmaksi laukaisupaikalla olleen huonon sään vuoksi.

Japanin avaruushallinto JAXA ei ole ilmoittanut vielä milloin uusi yritys tapahtuu, mutta laukaisupaikka on varattu tätä varten alustavasti kuun loppuun saakka. Todennäköisimmin laukaisua koetetaan uudelleen ensi viikon alussa. 

Teleskooppi on tarkoitus laukaista 575 kilometrin korkeudessa olevalle kiertoradalle.

Sen odotetaan toimivan ainakin vuosikymmenen ajan havaiten maailmankaikkeuden kaikkein rajuimpia ilmiöitä mustista aukoista ja pyörivistä neutronitähtien ympärillä olevista kerääntymäkiekoista tähtien räjähdyksiin ja kaukaisten galaksien erilaisiin elämänvaiheisiin.

Mukana satelliitin tekemisessä ja sen tieteellisessä työssä on tutkijoita Japanin lisäksi Euroopasta, Kanadasta ja Yhdysvalloista.

Japani on röntgenkonkari

Japanilla on pitkät perinteet röntgensatelliittien lähettämisessä, sillä maan ensimmäinen röntgenteleskooppi Hakucho lähetettiin vuonna 1979. Sen jälkeen japanilaiset ovat tehneet ja laukaisseet koko joukon suurempia satelliitteja (Hinotori, Tenma, Ginga ja ASCA), joilla he ovat voineet jatkaa tauotta röntgenhavaintojen tekemistä parin vuosikymmenen ajan. 

Pitkään sarjaan tuli tauko vuonna 2000, kun maan viidennen röntgenteleskoopin, Astro-E:n, laukaisu epäonnistui. Perinteen mukaan satelliitit tunnetaan koodinimellä siihen saakka kun ne ovat avaruudessa, ja silloin niille annetaan "lopullinen" nimi. Samaan tapaan Astro-H tullaan ristimään uudelleen, kun se on onnellisesti kiertoradalla.

Tuorein japanilainen röntgensatelliitti on Astro-E:n seuraaja Astro-E II, eli Suzaku, joka lähetettiin avaruuteen kesällä 2005.

Lisäksi Japanilla on kansainvälisellä avaruusasemalla taivasta koko ajan kuvaava röntgenmonotori MAXI, jonka tekemisessä oli mukana myös suomalainen Oxford Instruments Analytical Oy. Suomalaiset toimittivat laitteeseen 12 röntgensäteilyä havaitsevaa ilmaisinta.

Näillä laitteilla gravitaatioaaltoja metsästetään

VIRGO
Jari Mäkinen


Mitä teit viime syyskuussa, maanantaina 14. päivänä klo 12.51 Suomen aikaa? Silloin sinäkin muutit muotoasi hieman, koska 1,3 miljardia vuotta sitten toisiinsa törmänneiden mustien aukkojen lähettämä painovoima-aalto heilutti aika-avaruutta näillä kulmilla maailmankaikkeutta. Ja silloin tähtitieteilijöille avautui uusi ikkuna avaruuteen.


Kuten uutiset ovat tänään kertoneet kautta maailman (kuten mekin aiemmassa artikkelissamme, ennakkojutussamme ja ensimmäisessä uutisessamme tammikuussa), on painovoima-aaltoja viimeinkin todistetusti havaittu. Tuo viime syyskuinen tapaus havaittiin riippumattomasti LIGO-havaintoryhmän kahdessa mittalaitteessa ja havainto oli jopa hämmentävän tarkasti sellainen kuin osattiin jo ennalta odottaa.

Havainto on merkkipaalu tähtitieteen historiassa ja varmasti joku tai jotkut tulevat pokkaamaan siitä mitalin Tukholmassa kenties jo ensi joulukuussa.

Tätä löytöä on kuitenkin pohjustettu jo pitkään, sillä teoreettisen pohjan gravitaatioaalloille antoi itse Albert Einstein sata vuotta sitten.

Se on pääpiirteissään hyvin yksinkertainen: liikkuva massa ja/tai suuret energiat saavat aikaan värähtelyä avaruuden geometriassa samaan tapaan kuin veteen heitetty tiiliskivi saa aikaan aaltoja veden pinnalla. Jos kauempana veden pinnalla on pieni kelluva puunpala, se heilahtelee ylös ja alas aallon vaikutuksesta. Tai jos palasia on kaksi, niiden välinen etäisyys lyhenee ja pitenee sen mukaan kun aallot palasia liikuttavat.

Jos otat käsiisi kaksi klönttiä taikinaa ja paiskaat ne yhteen, syntyy tapauksesta painovoima-aalto, tosin äärettömän pieni sellainen. Kun kävelet, jätät jälkeesi gravitaatioaaltolaineita, ja kun maapallo kiertää Aurinkoa, syntyy siitäkin gravitaatioaaltoja. Mutta vaikka kyseessä olisi Aurinko ja Jupiter, on syntyvä aalto niin pieni, ettemme pystyisi edes hurjimmissa kuvitelmissamme sitä havaitsemaan.

Sen sijaan erittäin voimakkaat kosmiset kolarit ja muut suurienergiset tapahtumat synnyttävät sen verran voimakkaita gravitaatioaaltoja, että niiden havaitseminen on mahdollista – tosin hyvin vaikeaa.

Esimerkiksi nyt aaltohavainnon tehnyt LIGO pystyy mittaamaan alle protonin halkaisijan kymmenestuhannesosan mittaisia (10-19 metriä) hailahteluita noin neljä kilometriä pitässä mittausradassa.

Miten tähän on tultu?

Toden teolla aaltoja on pyritty havaitsemaan 1960-luvun lopulta alkaen, jolloin Marylandin yliopiston fyysikko Joseph Weber rakensi useita raskaita alumiinisylintereitä, joiden hän oletti resonoivan gravitaatioaaltojen vaikutuksesta. Sylinterit olivat kaksi metriä pitkiä ja metrin halkaisijaltaan, mutta hän ei havainnut niillä mitään muuta kuin kohinaa.

Paitsi vuonna 1987: Weber väittää havainneensa omituisen signaalin juuri samaan aikaan kun hyvin lähellä tapahtuneen, voimakkaan supernova SN1987A:n lähettämä painovoima-aalto olisi laskelmien mukaan kulkenut Maan ohitse. Havaintoon ei uskottu – osin siksi, että Weber oli väittänyt havainneensa kaikenlaista jo aiemmin – mutta nyttemmin tätä pidetään varsin todennäköisenä havaintoja. Tosin sitä ei voida mitenkään varmentaa, eikä pitää tieteellisesti pätevänä. 

Mutta kenties ensimmäinen gravitaatioaaltohavainto tehtiinkin viime syyskuun sijaan jo 23. helmikuuta 1987.

Weber kuoli vuonna 2000, joten hän ei ole enää puolustamassa havaintoaan, mutta yksi hänen sylintereistään on nyt esillä LIGO:n Hanfordin tiloissa muistuttamassa historiasta.

Toinen merkittävä historiallinen painovoima-aaltojen havaintokoe on tehty Leidenin yliopistossa Hollannissa. Sinne rakennettiin vuonna 2007 MiniGRAIL -niminen havaintolaite, joka on halkaisijaltaan 68 cm oleva kuparista ja alumiinista tehty pallo. Pallon massa on 1400 kg ja sen oletetaan resonoivan 2,9 kHz:n taajuudella, jos gravitaatioaalto iskeytyy siihen. Värähtelyä havaitseva laitteisto on jäähdytetty hyvin lähelle absoluuttista nollapistettä (20 mK) ja samankaltainen laitteisto on tarkoitus sijoittaa myös São Pauloon. Näin satunnaisten häiriöiden mahdollisuus saadaan suljettua, ja mittauksia voitaisiin tehdä riippumattomasti kahdessa paikassa, aivan kuten LIGO:lla.

Kuva: Weber ja hänen sylinterinsä (vasemmalla) sekä Mini GRAIL.

 

LIGO:n jälkeen tulee LIGO

LIGO-havaintoasemat rakennettiin vuosituhannen vaiheessa ja ne otettiin käyttöön vuonna 2002. Kyseessä on kaksi L-kirjaimen muotoon laitettua neljä kilometriä pitkää tunnelia, joiden sisällä on tarkasti pituutta mittaava laserlaitteisto, niin sanottu interferometri. Kun ja jos painovoima-aalto menee ohitse ja heiluttaa tunneleita, niiden pituudet muuttuvat sen verran, että periaatteessa mittaukset saisivat tämän selville.

Kahdeksan vuotta kestäneiden havaintojen aikana LIGO ei havainnut mitään, mutta sulkemisen sijaan sitä paranneltiin. Uusittu LIGO otettiin käyttöön viime syyskuussa ja heti havaintokauden aluksi havaittiin tänään julkistettu tapaus. On mahdollista, että tuonkin jälkeen on saatu lisää havaintoja, mutta tutkijat panttaavat niitä paitsi siksi, että niistä saa uusia julkaisuita myöhemmin, niin myös siksi, että havainnot pitää varmistaa todella huolellisesti.

Alkuperäisellä LIGOlla ei tätä nyt saatua havaintoa olisi voinut tehdä – sen herkkyys ei olisi riittänyt.

LIGOa ollaan edelleen parantamassa ja arvioiden mukaan vuonna 2019 se otetaan jälleen käyttöön viisi kertaa nykyistä herkempänä.

Lisäksi LIGO:sta on tarkoitus tehdä kopio Intiaan, jolloin uusi havaintopaikka toisella puolella maapalloa parantaisi edelleen olennaisesti tuloksia.

VIRGO

VIRGO ja KAGRA

Italiassa, Pisan luona sijaitsee eurooppalainen vastine LIGOlle. Kyseessä on VIRGO-havaintolaite (kuvassa yllä), joka on tyypiltään samanlainen ns. Michelsson-interferometri kuin LIGO, tosin sen L-kirjaimen sivut ovat "vain" kolme kilometriä pitkiä. Mukana hankkeessa ovat Italian lisäksi Ranska, Hollanti, Puola ja Unkari.

VIRGO on ollut käytössä jo vuodesta 2000 alkaen ja vuodesta 2011 se on toiminut modernisoituna, noin 10 kertaa alkuperäistä herkempänä. Silti sillä ei ole onnistuttu saamaan luotettavia havaintoja.

Nyt tänä vuonna VIRGO saa uudet, vieläkin tarkemmat havaintolaitteet ja sen käyttö alkaa uudelleen vuoden loppupuolella. Täydessä, parannetussa potkussaan havaintolaitteen toivotaan olevan vuonna 2018.

Samankaltainen havaintolaite on rakenteilla parhaillaan Japanissa. KAGRAssa (alla) on VIRGOn tapaan kaksi 3 km pitkää tunnelia, mutta näitä on kaksi kumpaakin suuntaan. Tunnelien kaivaminen Kamiokan kaivosalueelle saatiin valmiiksi vuonna 2014 ja laitoksen toivotaan olevan käytössä vuonna 2018. Sen tekijät toivovat saavansa silloin havaittua kaksi tai kolme gravitaatioaaltoa vuodessa.

Tänäisen ensimmäisen signaalin julkistamisen valossa pari uutta gravitaatioaaltohavaintoa vuodessa tuntuu jo hurjalta, tosin todennäköisesti havaintoja alkaa nyt tulla koko ajan lisää. Kenties seuraavat havainnot saadaan myös avaruudesta, missä LISA Pathfinder on aloittamassa juuri rutiinihavaintonsa.

Rosetta selvitti pinnanalaisen komeettamysteerin

Jari Mäkinen


Komeettojen ytimet näyttävät olevat höttöisiä ja kovapintaisia, eikä Rosetta-luotaimen tutkittavana oleva Churyumov-Gerasimenko ole poikkeus. Se on kuitenkin ensimmäinen komeetta, jonka sisuksista on saatu hyvin tarkkaa tietoa.


Kaikkiaan kahdeksaa komeettaa on tutkittu avaruusluotaimien avulla, ja näissä kaikissa tapauksissa komeetan ydin on herättänyt luonnollisesti eniten kysymyksiä.

Komeetat ovat jäisiä kappaleita, jotka ovat ikään kuin jätteitä siitä kun Aurinkokunta syntyi noin 4,6 miljardia vuotta sitten.  Jään lisäksi niissä näyttää olevan pölyä ja kiveä, ja siksi niiden voisi olettaa olevan hieman vettä tiheämpiä – jos ytimet ovat tiivistä ainetta.

Koska mittausten mukaan komeettaytimien tiheys on kuitenkin hyvin pieni, on niiden oltava sisältä huokoisia tai jopa osittain onttoja. 

Nyt, ensimmäistä kertaa komeettatutkimuksen historiassa, on ydintä pystytty sondaamaan pitkän ajan kuluessa eri puolilta ja hyvin tarkasti. 

Luotaimen CONCERT-radiotutkimuslaite on paljastanut jo aikaisemmin, että kaksiosaisen komeetan “pää” on varsin tiukkaa tavaraa ainakin muutaman kymmenen metrin resoluutiolla tutkittuna. 

Viime viikolla Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa saksalainen Martin Pätzoldin johtama tutkimusryhmä kertoo osoittaneensa edelleen, ettei Churyumov-Gerasimenkon koko ytimessäkään ole suuria onkaloita. 

Ytimen tiheys on pieni, vain 533 kg/m3. Luku on saatu yksinkertaisesti siten, että luotaimen rataa tarkasti tutkimalla on voitu ytimen massaksi arvioida hieman alle 10 000 miljoonaa tonnia ja OSIRIS-kameralaitteiston kuvien avulla tehdyn tarkan kolmiulotteisen mallin mukaan ytimen tilavuus on  18,7 km3.

Pätzoldsin ryhmä sai tuloksensa tutkimalla hyvin tarkasti Rosetta-luotaimen radiosignaalin Doppler-siirtymää, joka johtuu siitä kun komeetan ydin vaikuttaa luotaimen kiertorataan vetovoimallaan.

Kun luotain on kiertänyt komeettaydintä eri alueiden päällä ja eri korkeuksilla, on ytimen massajakautumasta saatu siten muodostettua kartta; suuret sisäiset “tyhjät” alueet olisivat saaneet aikaan niin olennaisia muutoksia luotaimen lentoradassa, että ne olisi havaittu radiosignaalin taajuutta analysoimalla.

Radiosignaalin siirtymän paljastamisen teknisen haastavuuden lisäksi ratamuutosten laskeminen oli varsin mutkikasta.

“Meidän täytyi ottaa huomioon Auringon ja planeettojen vaikutukset lentorataan, kuten myös kääpiöplaneettojen ja asteroidien vetovoimat”, kertoo Pätzold.

“Newtonin lait kertovat tarkasti miten luotain liikkuu painovoimakentässä ja onneksi nämä kaikki pienetkin painovoimavaikutukset otetaan nykyisin rutiininomaisesti huomioon luotaimen lentorataa suunniteltaessa ja seurattaessa.”

Mutta tässä ei ollut kaikki: tutkijat ottivat myös huomioon Auringon säteilypaineen ja sen, kuinka paljon komeetasta suihkuava kaasu vaikuttaa lentorataan. Nämä molemmat ikään kuin työntävät luotainta pois radaltaan.

Lisäksi mukana oli myös onnea, sillä komeetan omituinen kaksiosainen muoto teki mittaamisesta ennalta arvioitua helpompaa.

Tutkijaryhmä oli laskenut aikaisemmin, että muutokset signaalissa olisivat tarpeeksi suuria havaittaviksi vain jos luotain kiertäisi komeettaydintä alle 10 kilometrin korkeudessa olevalla radalla. 

Laskelmat olivat perustuneet kuitenkin sille oletukselle, että ydin olisi jotakuinkin pyöreä. Kaksiosaisena se sai kuitenkin aikaan huomattavasti selvempiä vaikutuksia, ja niinpä tutkijat alkoivat saada kunnollisia havaintoja jo silloin, kun etäisyys komeetasta oli noin 30 km.

10 kilometrissä tulokset olivat siten olennaisesti parempia kuin osattiin toivoakaan. 

Ja parempaa on tiedossa ensi syyskuussa, kun Rosetta ohjataan törmäämään hallitusti komeettansa pintaan: mitä lähemmäksi luotain tulee, sitä paremmiksi radiosignaalin Doppler-havainnot tulevat.

Lennonjohtajille tosin matalalento tulee olemaan hyvin haastavaa – ja meille kaikille Rosettan lentoa innolla seuranneille tilanne tulee olemaan samaan aikaan haikea ja iloinen. Huikea seikkailu on saamassa upean lopun.

*

Otsikkokuvassa on kooste Rosettan navigointikameran kuvista elokuusta marraskuuhun vuonna 2014. Kuvat ylhäällä vasemmalla on otettu noin 100 kilometrin etäisyydeltä, kun alhaalla keskellä on kuvia vain 10 ja 8 kilometrin etäisyydeltä otettuina.

Toinen kuva näyttää Churyumov-Gerasimenkon ja sen kaksiosaisen pyrstön kuvattuna 19. tammikuuta 2016 La Palmalla olevalla 2,5-metrisellä Isaac Newton -teleskoopilla. (Kuva: Alan Fitzsimmons / Isaac Newton Telescope)

Totuus näyttää tarinaa oudommalta Intian tappajameteoriittitapauksessa

Intian meteoriitti
Intian meteoriitti
Jari Mäkinen


Uutiset kertoivat tänään Intiaan pudonneesta meteoriitista, joka olisi surmannut ihmisen. Tarina vaikuttaa kuitenkin aika tavalla tuulesta temmatulta.


Tietojen mukaan bussikuljettaja olisi kuollut Bharathidasantin koulukampuksella Tamil Nadussa Intian kaakkoisosassa, kun kymmengrammainen taivaalta pudonnut kappale sai aikaan räjähdyksen, joka rikkoi ikkunoita ja vaurioitti lähellä olevia rakennuksia.

Kuvissa on myös pieni maassa oleva painautuma, jonka sanotaan olevan meteorin synnyttämä kraatteri.

Tarina on uutismielessä hyvä, joskin matkalla sairaalaan kuolleen uhrin kannalta ikävä. Valitettavasti vain faktat eivät puhu sen puolesta, että kyseessä olisi ollut oikeasti meteorin putoamisen johdosta syntynyt räjähdys.

On luonnollisesti täysin mahdollista, että taivaalta tippuu meteori, joka saa aikaa tuhoa. Näin on tapahtunutkin useita kertoja historiassa: Tšeljabinskin meteori sai aikaan laajaa tuhoa ja viimeksi viime viikolla kerrottiin mahdollisesti Suomeen pudonneesta meteorista. 

Aivan tuoreen uutisen mukaan Tanskassa meteoriitti putosi talon pihaan.

Intian tapauksessa kuitenkin onnettomuuspaikalta löytyi pieni, tumma kivenmurikka (otsikkokuvassa, joka Intian avaruustutkimusorganisaation, ISRO:n mukaan noin kaksi senttiä halkaisijaltaan ja massaltaan noin 50 grammaa.

Putoamisen aikaan ei kuultu tyypillisesti meteorien pudotessaan aiheuttamia yliäänipamauksia tai muuta jyrinää. Kappale on myös liian pieni saadakseen aikaan kuvatun kaltaisia vaurioita tai kraatteria.

Esimerkiksi Tšeljabinskiin helmikuussa 2013 pudonnut meteori sai aikaan ikkunoiden rikkoutumista ja paineaallon, mutta kyseessä oli suurikokoinen järkäle, joka lisäksi rikkoontui ilmassa pienemmiksi kappaleiksi.

Jos Intian räjähdys olisi johtunut meteorista, olisi sen aiheuttanut kappale siis saanut aikaan laajemminkin havaittavissa olleita ilmiöitä. Jos se oli vain pieni, isommasta kappaleesta irronnut osa, olisi varsinainen meteori saanut aikaan suurempaa tuhoa ja selvästi havaittuja ilmiöitä.

Paikallinen poliisi on lisäksi todennut, että koulun puutarhurit polttivat samaan aikaan roskia ja mahdollisesti silloin roskien joukossa olisi ollut rakennusajalta peräisin olleita, aiemmin huomaamatta jääneitä dynamiittipötkylöitä.

Vaikka tämä ei kuullosta yhtä hohdokkaalta, on se todennäköisempi tarina kuin meteori.

Säännöllisin epäsäännöllisesti uutisissa on kertomuksia maahan pudonneista meteoriiteista ja omituisesti syntyneistä kraattereista, mutta suurin osa niistä on joko vilkkaan mielikuvituksen tuotteita tai suoranaisia huijauksia. Nykyisen sosiaalisen median aikaan huhutiedot liikkuvat myös nopeasti ja saavat uskottavuutta, kun niitä tarpeeksi kopioidaan.

Tällä haavaa ainoa todennettu lähelle ihmistä pudonnut ja miltei vammoja aiheuttanut tapaus oli Alabamassa marraskuun 30. päivänä vuonna 1954. Silloin meteoriitti putosi talon katon läpi 31-vuotiaan Ann Hodgesin kotiin, ponnahti takaisin lentoon lattialta ja osui häntä lanteeseen.

Kun putoamisesta oli laaja kuva-artikkeli Life-lehdessä seuraavassa joulukuussa, tuli Hodgesista hetkeksi kuuluisuus.

Meteoriitti on yleisön nähtävissä edelleen Alabaman luonnonhistoriallisessa museossa Tuscaloosassa.

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 88
  • Seuraava sivu ››
Tilaa aihepiirin Avaruus RSS-syöte

AIHEALUEET

Avaruus ja ilmailu
Tiede ja tekniikka
Luonto ja ympäristö
Lääketiede ja terveys
Ihmiset ja paikat
Kirjat, elokuvat ja taide

ERIKOISTA

Tiedekiinnostavuuskartta
Jutturuletti
Suorana labrasta
eTuubi
Videot

TIEDETUUBI

Tiedetuubin esittely
Toimitus
Tiedetuubi ja tekoäly
Yhteistyökumppanit
Mediakortti
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved