Aikanaan astronautit tulevat käyttämään etäyhteydellä erilaisia työvälineitä ja robotteja, ja on tärkeää, että yhteys toimii katkeamatta ja luotettavasti.

Tätä tekniikkaa on testattu käytännössä viimeksi nyt syyskuussa, kun tanskalaisastronautti Andreas Mogensen ohjasi Kansainväliseltä avaruusasemalta alhaalla Maassa olleita robotteja. Tästä on myös pieni video alla. 

Tehtävät olivat nyt yksinkertaisia, mutta tulevaisuudessa esimerkiksi Marsissa robottien avulla voidaan rakentaa asema Marsin pinnalla jo ennen astronauttien saapumista sinne. 

Voisi hyvin kuvitella, että astronautit ohjaavat toimia Marsia kiertävästä aluksestaan ennen kuin lähtevät laskeutumaan itse pinnalle.

Lähes kaikki tulevaisuuden miehitetyt avaruustutkimuslennot lähtevät siitä ajatuksesta, että robotit ja astronautit toimivat yhdessä – on siis tärkeää kehittää jo nyt tekniikkaa, jolla homma toimii hyvin.

Tämä komeetta on vanha tuttu 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Rosetta-luotain on tutkinut komeettaansa jo yli vuoden ajan ja se on havainnut jo monenlaisia aineita, joita komeetan pinnalta pääsee avaruuteen: on vesihöyryä, häkää, hiilidioksidia, erilaisia typpeä, hiiltä sekä rikkiä sisältäviä aineita ja myös jalokaasuja. Mukana on myös viime päivinä kohuttua alkoholia, tosin vähemmän kuin Lovejoy-komeetalla.

Nyt Rosetta on havainnut myös happea. Vaikka happea onkin avaruudessa varsin paljon, on se yleensä osana vettä, eikä se viihdy juuri lainkaan vapaana pelkkänä happea.  

Tuoreessa Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kerrotaan kuitenkin Churyn suihkuttavan myös happea sn molekylaarisessa muodossaan, siis O₂. Odotetusti happean on enemmän lähempänä komeettaa.

Mistään komeetasta ei ole aiemmin havaittu irtaantuvan happea, eikä Churyumov-Gerasimenkostakaan sitä odotettu havaittavan. 

Havainnon tehneen Rosettan ROSINA-mittalaitteen (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) päätutkija Kathrin Altwegg olettaa, että happi on itse asiassa peräisin Aurinkokunnan alusta, jolloin se olisi jäänyt nalkkiin komeetan ytimen sisälle esimerkiksi pölyhiukkasiin.

"Aurinkokunnan syntymallit eivät osaa selittää tätä, eikä happea ole myöskään havaittavissa juuri lainkaan tähtienvälisessä avaruudessa."

Rosettan eräs tehtävä on tutkia komeettaa siksi, että ne ovat ikään kuin hyvin säilyneitä postipaketteja Aurinkokunnan alusta. Ja tämä löytö on juuri sellainen kuin toivottiin – tai pelättiin, sillä nyt Aurinkokunnan syntyteorioita täytyy laittaa uuteen uskoon.

Chury on rauhoittumassa

Otsikkokuvana jutussa on Teneriffalla sijaitsevalla Liverpool-teleskoopilla 30. syyskuuta otettu kuva, jolloin komeetta oli nähtävästi kirkkaimmillaan ja se suihkutti eniten kaasua sekä hitusia avaruuteen.

Chruyn kirkkaus oli tuolloin noin 12. magnitudin luokkaa, eli paljain silmin sitä ei voinut havaita – siihen tarvittiin keskikokoinen kaukoputki.

Havaintojen mukaan komeetan pyrstö oli noin 400 000 km pitkä ja komeetan pinnalta suihkusi avaruuteen noin tonni ainetta sekunnissa.

Rosetta oli kuvan ottamisen aikaan noin 1500 kilometrin päässä komeetan ytimestä. Kuvassa se oli silti keskellä olevan kirkkaan täplän sisällä; koko heikon pyrstön näkyviin saamiseksi kuva on ylivalotettu, ja siten keskellä olevan täplä on "epänormaalin" kirkas.

Ennen periheliä Rosettan tekemien havaintojen mukaan Churyn niin sanottu pöly-kaasu-suhde oli noin 4, eli sen mukaan noin 80% ytimestä pakenevasta aineesta oli pölyä ja loput kaasuja, ennen kaikkea vesihöyryä, häkää ja hiilidioksidia.

Karkeasti arvioiden Chury menetti perihelissä ollessaan noin 110 000 tonnia ainetta vuorokaudessa, mikä sen kokonaismassaan (noin 10 miljardia tonnia) verrattuna ei ole paljon. Silti määrä tarkoittaa noin puolen metrin kerroksen katoamista komeetan ytimen pinnalta, jos se suihkutti ainetta avaruuteen tätä tahtia sadan päivän ajan. Tämä on hyvin realistista, sillä komeetta oli aktiivisimmillaan hieman yli kolmen kuukauden ajan perihelissä ollessaan.

Periheli, eli komeetan radan Aurinkoa lähin piste, oli 13. elokuuta. Havaintojen mukaan sen kirkkaus ja kaasun sekä pölyntuotanto alkoi hiipua nyt lokakuun alusta alkaen.

Itse Rosetta-luotain on nyt palaamassa lähemmäs komeettaansa. Se aloittaa pian ytimen tarkemman havainnot, ja onkin todella kiinnostavaa nähdä mitä muutoksia pinnalla on tapahtunut perihelin aikaan. Onko sieltä todellakin kadonnut tuo puolisen metriä ainetta pinnalta?

Onko se komeetta vai asteroidi, se ei ole sinänsä tärkeää: olennaista on se, että se menee ohi. Virallisesti edelleen asteroidinimeä 2015 TB₁₄₅ kantava kohde lähestyy Maata ja ohittaa meidät lauantaina 31. lokakuuta. Lähimmillään se on noin klo 19 Suomen aikaa.

Kyseessä on noin 400 metriä halkaisijaltaan oleva kappale, joka löydettiin lokakuun 10. päivänä Havaijilla olevalla Pan-STARRS -teleskoopilla. Sen rata selvisi varsin hyvin jo seuraavana vuorokautena, jolloin muiden muassa Euroopan avaruusjärjestön maapalloa mahdollisesti uhkaavia kappaleita kartoittava ja seuraava keskus myös teki siitä havaintoja Teneriffalla olevalla teleskoopillaan.

Kohde näkyy alla olevassa animoidussa kuvassa keskellä: kun tähdet pysyvät paikallaan (tosin ilmakehän väreilyn vuoksi hieman pomppien), on keskellä oleva piste selvästi liikkeessä.

Kappaleen ja Maan välimatka on noin 480 000 km, mikä on Aurinkokunnan mittakaavassa hyvin vähän, mutta silti Maan kannalta turvallinen etäisyys. Koska 2015 TB₁₄₅:n rata on hyvin soikea ja kallellaan planeettojen ratatasoon nähden, ja koska sen nopeus ohituksen aikaan on varsin suuri (noin 35 km/s), on se todennäköisesti enemmän komeetta kuin asteroidi. 

Niiden välinen ero on yleistäen vain jään määrä: komeetat ovat jäisempiä ja asteroidit kivisempiä. Suurin osa kappaleista on jotain siltä väliltä.

Mikäli kappale törmäisi Maahan, olisi siitä joka tapauksessa harmia. Todennäköisesti Tunguskassa vuonna 1908 Maahan törmännyt kappale oli komeetta, kun taas vuonna 2013 Tšeljabinskissa pudonnut kappale oli nähtävästi asteroidi.

2015 TB₁₄₅:n suhteen ei kuitenkaan ole odotettavissa harmeja, koska sen rata on sellainen, ettei se tule törmäämään varmasti Maahan ainakaan sataan vuoteen. Se kuitenkin osoittaa taivaan tarkkailun tärkeyden: tämä vaarallisen kokoinen kappale löydettiin vain 21 vuorokautta ennen ohitustaan, eikä siitä ollut aiemmin mitään tietoa. 

Aurinkokunnassa on arviolta noin 5000 kappaletta, jotka jossain vaiheessa kulkevat vaarallisen läheltä maapalloa, mutta niistä vain osa on toistaiseksi löydetty. Tällä hetkellä ei ole tiedossa kuitenkaan yhtään kappaletta, joka olisi mahdollisesti törmäämässä Maahan.

Tätä ohikiitäjää tarkkaillaan parhaillaan aktiivisesti ja lauantaina useat teleskoopit sekä tutkat kuvaavat sekä mittaavat sitä hyvin tarkasti. Sen jälkeen tiedämme onko se enemmän komeetta kuin asteroidi, vaiko päinvastoin.

Nimensä mukaisesti mustat aukot eivät säteile – paitsi hiukkasista koostuvaa Hawkingin säteilyä – joten kuinka ihmeessä musta aukko voi leimahdella?

Mustien aukkojen lähettyviltä tuleva, usein röntgenalueen säteily ei sinänsä ole mikään ihme. Jos aukolla on ahmittavaa, sen ympärille muodostuu kertymäkiekko, samantapainen pyörre kuin pesualtaasta katoavaan veteen. 

Juuri ennen joutumistaan mustan aukon kitaan aine kuumenee niin paljon, että se säteilee voimakkaasti röntgenalueella. Ilmiö on tuttu sekä tähdenmassaisilta että galaksien keskustoissa lymyäviltä supermassiivisilta mustilta aukoilta. 

NASAn Swift- ja NuSTAR-avaruusteleskoopeilla (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) on nyt tehty havaintoja jättimäisestä röntgenpurkauksesta, joka on saanut tutkijat ymmälleen. 

Näyttää siltä, että mustissa aukoissa voi tapahtua flare-purkauksia, jollaisia havaitaan myös Auringossa. Vaikka ilmiön taustalla olevassa fysiikassa on eroja, mustan aukon flaret liittyvät sen lähistöllä olevaan koronaan siinä missä Auringon flare-purkauksilla on kytkentä päivätähtemme koronan ominaisuuksiin.

Mustan aukon korona ei kuitenkaan ole samanlainen "kehä" kuin Auringon korona, vaan muodostuu hyvin energisten  hiukkasten tihentymistä. Havaintojen mukaan voimakkaat röntgenalueen purkaukset ovat seurausta siitä, että musta aukko sinkoaa tällaisen tihentymän suurella nopeudella kauemmas avaruuteen.

"Olemme pystyneet ensimmäisen kerran kytkemään toisiinsa koronan 'laukaisun' ja flare-purkauksen", toteaa tutkimusryhmään kuulunut Dan Wilkins. "Se auttaa meitä ymmärtämään, miten supermassiiviset mustat aukot synnyttävät maailmankaikkeuden kirkkaimpiin kuuluvia kohteita."

Mustien aukkojen koronat on vielä huonosti tunnettuja. Niiden arvellaan sijaitsevan joko aukon pyörimisakselin suuntaisesti sen molemmin puolin tai sitten ne ovat sirottuneet laajemmalle alueelle. 

Jälkimmäisessä tapauksessakin on kaksi vaihtoehtoa: koronat voivat muodostaa mustaa aukkoa ympäröivän pilven tai kertymäkiekon ylä- ja alapuolella olevat ”levyt”. On myös mahdollista, että koronamuodostelma muuttaa muotoaan pitkulaisesta pilvenomaiseksi ja takaisin.

Tuoreet havainnot viittaavat siihen, että koronat asettuisivat mustan aukon pyörimisakselille. Swift-teleskoopilla havaittiin voimakas röntgen- ja gamma-alueen purkaus Markarian 335 -nimisestä galaksista. 

Kohde sijaitsee 324 miljoonan valovuoden etäisyydellä Pegasuksen tähdistön suunnassa. Aiemmin se oli yksi taivaan kirkkaimmista röntgenalueen lähteistä.

"Vuonna 2007 tapahtui jotain hyvin outoa, sillä Mrk 335 himmeni kertoimella 30. Olemme nähneet, että siinä tapahtuu edelleen flare-purkauksia, mutta kirkkaus ei ole kasvanut ennalleen", ihmettelee tutkimuksessa mukana ollut Luigi Gallo.

NASAn Cassini-luotain ohittaa huomenna Saturnuksen Enceladus-kuun ainoastaan 48 kilometrin etäisyydeltä. Kiertolaisen etelänapaa hipovan ohilennon aikana luotain kulkee hyisten suihkujen läpi ja tutkii kuun sisuksista purkautuvaa vesihöyryä ja jääkiteitä. 

Elämää ei etsitä, sillä Cassini-luotaimen laitteita ei ole moiseen suunniteltu, mutta tutkijoiden toiveissa on saada entistä enemmän tietoa Enceladuksen sisuksissa vellovasta merestä ja sen olosuhteista – myös elämän kannalta.

Yksi keskeisistä tavoitteista on saada selkoa Enceladuksen hydrotermisestä toiminnasta eli kiviaineksen ja kuuman veden vuorovaikutuksesta. Siitä kertoisivat kuun pinnalta suihkuavan vesihöyryn joukossa olevat vetymolekyylit.

Huomenna iltapäivällä Suomen aikaa on jälleen täysikuu – ja samalla turhaa kohua kerta toisensa jälkeen nostattava "superkuu". Täsmällisellä täydenkuun hetkellä Kuu on Suomesta katsottuna vielä horisontin alapuolella, mutta myöhemmin illalla se loistaa korkealla taivaalla, jos vain pilvet pysyvät poissa.

Menemättä mukaan tuohon tyhjänpäiväiseen superhypetykseen tarkastellaan, miten Kuun syntyä koskeva tietämyksemme on karttunut. Se liittyy keskeisesti 1960- ja 1970-lukujen vaihteen kuulentoihin.

Oliko yli 40 vuotta sitten tehdyistä miehitetyistä kuulennoista siis tieteellistä hyötyä? Kyllä oli, vaikka tiede pääsikin mukaan Apollo-ohjelmaan ikään kuin jälkijunassa. 

Päätökset kuulennoista tehtiin poliittisin perustein, mutta kun Kuuhun kerran oltiin menossa, voisihan siellä jotain tutkimustakin tehdä. Ja sitä myös tehtiin, sillä tutkijoilla oli mielessään monta avointa kysymystä, joihin kenties saataisiin vastaus menemällä Kuuhun ja tuomalla sieltä kiviä Maahan.

Yksi keskeinen asia, johon kuulentojen toivottiin tuovan selvyys, oli Kuun synty. Ennen Neil Armstrongin "pientä askelta" tutkijoilla oli pohdittavanaan kolme teoriaa. 

Yhden mukaan Kuun syntyyn tarvittava aines olisi irronnut vinhasti pyörivästä Maasta nykyisen Tyynen valtameren kohdalta. 

Toisen mukaan Kuu olisi syntynyt muualla Aurinkokunnassa ja joutunut sitten Maan sieppaamaksi. 

Ja kolmannen mukaan Maa ja Kuu olisivat muotoutuneet samaan aikaan jo alun perin lähekkäin.

Jokaisessa teoriassa oli ongelmansa, joiden vakavuus vaihteli teoriasta toiseen. Ne eivät siten olleet keskenään ihan yhtä tosissaan otettavia, mutta silti toistensa kanssa kilpailevia. 

Kuulentojen ja niiden myötä saatavien näytteiden toivottiin vihdoin tekevän selväksi, mikä teorioista olisi oikea. Ja tekiväthän ne: ei mikään.

Tutkijat joutuivat aloittamaan puhtaalta pöydältä ja kehittämään aivan uuden teorian. Tuloksena oli törmäysmalli. 

Sen mukaan Kuu on syntynyt aineesta, jonka Maahan muinoin törmännyt noin Marsin kokoinen kappale heitti avaruuteen. Osa aineesta jäi Maan läheisyyteen ja muodosti ruhjoutunutta planeettaa ympäröineen renkaan, josta sitten kasautui Kuu.

Teorian yhden version mukaan nuoreen Maahan ei ehkä törmännytkään pienempi protoplaneetta, vaan kaksi samankokoista, massaltaan Maan puolikasta vastaavaa kappaletta saattoi osua toisiinsa kosmisessa nokkakolarissa. 

Kolmesta vaihtoehtoisesta teoriasta on siis päästy täysin uuden teorian erilaisiin versioihin. Olisiko Kuun synnyn tutkimus edennyt tällä tavalla, ellei kuulentoja olisi tehty? 

Ennustaminen on tunnetusti vaikeaa, etenkin tulevaisuuden, vaihtoehtoisesta tulevaisuudesta puhumattakaan, joten emme tiedä vastausta tähän kysymykseen. Tiedämme vain, miten tutkimus eteni kuulentojen seurauksena.

Auringon pinnalla on näkyi viime viikolla harvinaislaatuisen kookas ja pitkäikäinen filamentti, eli Auringon pinnan yläpuolella leijuva, magneettikentän paikallaan pitämä pitkä kaasupilvi. Ne ovat hieman Auringon pintaa viileämpää ainetta, ja siksi ne näyttävät tummemmilta.

Kyseessä ovat kaasupurkaukset, jotka Auringon sivulla, sen kiekon ylitse ulottuessaan näkyvät kauniina protuberansseina. Tämä tumma viiru on todennäköisesti ollut myös komea protuberanssikaari Auringon pinnalla, mutta näyttäytyy tasaisen tummana viiruna näin yläpuolelta sitä katsottaessa.

Erityisen hyvin ne näkyvät esimerkiksi vedyn alfa-aallonpituuden sekä äärimmäisen ultravioletin alueella, kuten tässä yllä olevassa kuvassa. Silmin filamentteja ei yleensä näe, vaan niiden havaitsemiseen tarvitaan erikoislaitteita – kuten kuvan 21.10. ottanut SDO-satelliitti ja sen ultraviolettiteleskooppi.

Alla on suurennos kuvasta.

Jos heräät aikaisin ja näet tähtitaivaan ennen Auringon nousua, voit nähdä siellä itäisellä taivaalla kolme kirkasta planeettaa.

Näistä Venus ja Jupiter ovat huomiota herättävän kirkkaita, ja niitä säestävä Mars on puolestaan selvästi punertava.

Ne olivat viime viikonloppuna erityisen lähellä toisiaan, jolloin esimerkiksi John Williams sai kuvattua kolmikon taivaalta. Kuvassa on itse asiassa myös Merkurius, joka näkyy (heikosti tosin) kuvassa horisontin päällä heikkona valopisteenä keskiosan vasemmalla puolelta.

Kolmikko on aamutaivaalla nyt tämän jälkeenkin oikeastaan koko loppuvuoden, tosin ei enää niin tiiviinä muodostelmana. Lisäjännitystä saadaan 7. marraskuuta, jolloin niiden luona on näyttävästi myös kapea kuunsirppi. Saturnus liittyy joukkoon vielä joulukuussa.

Tänään maanantaina muuten Venus on suurimmassa läntisessä elongaatiossaan: tämä tarkoittaa sitä, että se näkyy taivaalla kauimpana Auringosta "länteen päin", eli näkyvissä aamutaivaalla. Tästä Venus, jonka rata on Maan rataa sisempänä Auringon ympärillä, liikkuu taivaalla jälleen lähemmäksi Aurinkoa, kunnes sen havaitseminen on hankalaa (koska se on Auringon suunnalla) ensi maaliskuusta alkaen. Venus alkaa näkyä iltatähtenä jälleen ensi vuonna elokuusta alkaen, kuten se näkyi alkuvuodesta tänä vuonna.

Planeettojen tarkemmat sijainnit voi katsoa mm. Ursan netissä olevasta tähtikartasta.

Kuva: Flickr / John Williams CC-lisenssillä

Kerroimme pari päivää sitten vast'ikään löytyneestä asteroidista, joka lentää lokakuun 31. päivänä varsin läheltä maapalloa.

Taivasta automaattisesti tarkkaileva Pan-STARRS -havaintolaite äkkäsi tämän varsin suurella nopeudella meitä kohden tulleen kappaleen 10. lokakuuta. Kun sen rata ja perustiedot oli saatu nopeasti selvitettyä, annettiin sille nimi 2015 TB₁₄₅.

Koska tämä noin 400 metriä läpimitaltaan oleva kappale lentää Maan ohitse (täysin turvallisesti ja vaaratta) noin 480 000 kilometrin päästä pyhäinpäivänä 31.10., kutsutaan sitä nyt Halloween-henkisesti myös "Spooky" -nimellä.

Yleensä tällaiset Maan vierestä kulkevat kappaleet ovat pienikokoisia asteroideja, mutta tuoreiden havaintojen mukaan Spooky saattaakin olla komeetta. Kummatkin ovat Aurinkokunnassamme olevia pienkappaleita, joista komeetoissa on hieman enemmän vesijäätä kuin kivimäisiä silikaatteja, kun taas asteroideissa suhde on päinvastoin.

Varsin monet kappaleet ovat itse asiassa jossain niiden välillä, ja niitä kutsutaan komeetoiksi jos niille syntyy jonkinlainen pyrstö aineesta, jota Aurinko kuumennuksellaan irrottaa niiden pinnalta.

Toinen tyypillinen ero komeettojen ja asteroidien välillä on niiden radat: komeetat ovat tyypillisesti soikeammalla radalla, ja etenkin kun ja jos soikean radan kaukaisin kohta ulottuu varsin kauas, on niiden nopeus täällä sisemmällä varsin suuri. Monasti komeettojen radat myös ovat hieman enemmän kallellaan planeettojen keskimääräiseen ratatasoon.

Juuri näin näyttää olevan tässä Spookyn tapauksessa. Sen rata on kallellaan ja sen nopeus on noin 35 km/s.

Ohilennon aikaan kappale ei tule näkymään paljain silmin ja vain suuremmilla kaukoputkilla. Koska näin läheltä tapahtuvat ohilennot (etäisyys on vain noin 1,3 kertaa Kuun etäisyys) ovat harvinaisia, tullaan kappaletta tutkimaan tarkasti niin kookkailla ammattilaisteleskoopeilla kuin tutkillakin. 

Ja jos kyseessä tosiaankin on komeetta, niin tapaus on vieläkin kiinnostavampi!

Alla on karkea kartta 2015 TB₁₄₅:n radasta Maan luona.

Bochumin yliopiston tähtitieteilijät ovat koostaneet Rolf Chinin johdolla kaikkien aikojen suurimman tähtikuvan. Siinä on kaikkiaan 46 miljardia pikseliä, kun perusdigipokkarilla otetuissa kuvissa pikseleitä on 10–20 miljoonaa.

Linnunradan mosaiikki rakentuu 268 yksittäisestä kuvaa, jotka on otettu Bochumin yliopiston observatorion kaukoputkilla Atacaman autiomaassa Chilessä. Kaikkiaan kuvia on otettu viiden vuoden aikana huomattavasti enemmän, sillä samalla kerättiin tietoa kohteista, joiden kirkkaus muuttuu. 

Samoja taivaanalueita kuvattiin usean päivän välein, jolloin osa tähdistä ehti kirkastua tai himmentyä. Kun eri öinä otettuja kuvia vertailtiin, saatiin listattua kirkkaudeltaan vaihtelevat tähdet. Tähän mennessä kuvista on löydetty jo yli 50 000 muuttuvaa kohdetta, joita ei ole missään aikaisemmissa luetteloissa. 

Listalle on kertynyt sekä muuttuvia tähtiä, joiden kirkkaus oikeasti vaihtelee, pimennysmuuttujia, joissa kaksoistähden osapuolet peittävät säännöllisesti toisensa näkyvistä tai tähtiä, joiden editse kulkee niitä kiertäviä eksoplaneettoja aiheuttaen vähäisen himmenemisen.

Koko kuvan tarkastelu onnistuu "online-työkalulla", jolla voi zoomata haluamaansa kohtaan tai etsiä hakutoiminnolla tähtitaivaan kohteita. Otsikkokuvassa on Jousimiehen tähdistössä näkyvä Messier 8 eli Laguunisumu, joka nousee eteläisessä Suomessakin vain muutaman asteen korkeudelle horisontista. 

Alla on Eta Carinae, tähti ja sitä ympäröivä kaasupilvi, joka ei näy lainkaan Suomen leveysasteilta. Kuvien vihertävä värisävy johtuu kuvauksessa käytetyistä suotimista. Todellisuudessa kummankin sumun vetykaasu säteilee pääosin punaista valoa. 

Mammuttikuvasta kerrottiin Bochumin yliopiston (Ruhr-Universität Bochum) uutissivuilla.

Kuvat: Lehrstuhl für Astrophysik, RUB