tähtienvälinen lento

Tähtienvälisestä avaruudesta on tulossa Aurinkokuntaan kohde – taitaa olla interstellaarinen vierailija

Ke, 09/11/2019 - 10:27 Jari Mäkinen
Kohteen laskettu rata

Krimillä sijaitsevassa MARGO-observatoriossa havaittiin elokuun 30. päivänä omituinen kohde. 3,6 AU:n etäisyydellä Auringosta (3,6 kertaa Maan ja Auringon välisen matkan päässä) oleva kohde oli hyvin heikko, mutta siitä on saatu vajaan parin viikon aikana sen verran havaintoja, että sille on voitu laskea alustava rata.

Nähtävästi se on tulossa tähtienvälisestä avaruudesta Kassiopeian tähtikuvion suunnasta ja on lähimmillään Aurinkoa loppuvuodesta. 

Kohde on saanut nimen gb00234 ja se on nähtävästi toinen tunnettu tähtienvälinen matkaaja. Ensimmäinen oli lokakuussa 2017 havaittu ʻOumuamua.

gb00234:n arvioitu niin sanottu hyperbolinen pakonopeus on 30 km/s, mikä on selvä merkki siitä, että se ei ole kotoisin omasta planeettajärjestelmästämme. Hyperbolinen pakonopeus tarkoittaa hyperbeliradalla olevan kohteen nopeutta silloin, kun se on hyvin kaukana keskuskappaleestaan – siis lentämässä tähtienvälisessä avaruudessa.

Kohteen kirkkaus on nyt 18,2 magnitudia, ja se tulee todennäköisesti kirkastumaan juuri ja juuri harrastajateleskoopeillakin näkyväksi. Paljain silmin tai kiikarilla sitä ei näe.

Rata-arvioiden mukaan gb00234 on lähimmillään Aurinkoa 1,9 AU:n etäisyydellä 10. joulukuuta 2019. Se kulkee otsikkokuvassa olevan piirroksen mukaisesti Marsin ja Jupiterin ratojen välistä. gb00234:n rata on merkitty siihen vhreällä.

Maapallolle siitä ei siis ole teoreettistakaan vaaraa. 

Lisää havaintoja saadaan koko ajan ja laskelmat tulevat vielä tarkentumaan. Joka tapauksessa näyttää nyt hyvin varmalta, että tässä on historian toinen havaittu interstellaarinen kohde. Niitä nähtävästi suhahtelee tästä Aurinkokunnan läheltä ja läpi koko ajan, mutta aiemmin niitä ei ole vain saatu havaittua. Mahdollisesti nytkin osa menee ohi ilman että tiedämme niistä mitään.

Tähtienvälisiä matkalaisia on lähempänäkin

Ti, 11/21/2017 - 14:22 Jarmo Korteniemi
Kuva: Hubble / ESA / NASA

Vastikään löydetty pitkä asteroidimainen 'Oumuamua on lyhyellä vierailulla Aurinkokunnassamme. Tutkijat arvioivat nyt, että lähettyviltämme saattaa koko ajan viuhua useita muitakin vastaavia kappaleita, vaikkei niitä olekaan vielä havaittu. Muutakin tähtienvälistä tavaraa läheltämme kyllä löytyy.

400-metrinen tähtienvälinen matkalainen 'Oumuamua on pikavisiitillä Aurinkokunnassa. Kappale löydettiin runsas kuukausi sen jälkeen, kun se oli ohittanut Auringon hyvin läheltä. Huimalla nopeudellaan se poistuu Aurinkokunnan sisäosista vuodessa ja Auringon vaikutuspiiristä muutamassa tuhannessa vuodessa.

Tutkijat arvelevat, ettei 'Oumuamua ole mikään outo ja ihmeellinen poikkeus, vaan se ensimmäinen havaittu kappale aiemmin tyystin huomaamattomasta ryhmästä.

Laskelmien mukaan vastaavan kokoinen järkäle saattaa hyvinkin kulkea Aurinkokunnan sisäosien läpi noin kerran vuodessa. Ne ovat tähän asti jääneet huomaamatta tummuutensa ja nopean ohituksensa vuoksi. Nykylaitteistojen tarkkuus ja kattavuus alkaa kuitenkin olla riittävän hyvä, että sellaisia tulee jäämään havaintohaaviin vielä (lähi)tulevaisuudessakin.

Hieman pienempiä, sadan tai parinsadan metrin levyisiä tähtienvälisiä kulkijoita taas saattaa viuhua ympärillämme aivan alituiseen.

Laskelmia tukevien havaintojen tilasto on tosin vielä varsin köykäinen. Siinä kun on vain yksi tietue, 1I/'Oumuamua.

Törmäysvaara

Tarkoittaako tähtienvälisten kappaleiden löytyminen sitä, että ne nostavat myös törmäyksen riskiä ihan täällä meilläkin? Täytyykö niistäkin olla huolissaan, kaikkien tuhansien "oman takapihan" tavallisten asteroidien ja komeettojen lisäksi?

Yksinkertainen vastaus on sekä kyllä että ei. Mikään ei estä yksittäisen tähtienvälisen kappaleen päätymistä törmäyskurssille. Mutta niiden populaatio on kuitenkin niin harva, ettei se nosta törmäyksen tilastollista todennäköisyyttä kuin hyvin niukasti.

Tapahtuneista törmäyksistäkin voi päätellä jotain. Maassahan törmäyskraatterit tuhoutuvat nopeasti, mutta muilla kiviplaneetoilla ja kuissa jäljet näkyvät hyvin. Mikä tärkeintä, nykyiset mallit selittävät nähdyt kraatterimäärät erittäin hyvin. Jos interstellaariset törmääjät todella olisivat merkittävä osa törmääjäpopulaatiota, niiden synnyttämät kraatterit aiheuttaisivat ongelman. Kraattereita olisi enemmän ja ne olisivat osaksi havaittua suurempia. Huomattavasti suuremman nopeutensa vuoksi tähtienväliset kappaleet nimittäin toisivat muassaan suuremman kineettisen energian ( E = ½·m·v2 ) ja aiheuttaisivat siksi monin verroin enemmän tuhoa paikallisiin asteroideihin verrattuna. Siksi malleihin olisi pitänyt tähän asti tehdä toistaiseksi selittämättömiä korjauksia – mutta sellaisia ei ole juuri tarvittu.

Avaruudesta pudonneita pienempiäkin kiviä (eli meteoriitteja) on tutkittu kymmeniä tuhansia, eikä niiden joukosta ole löytynyt ainuttakaan tähtienvälisen kulkijan palasta. Sellaisen voisi erottaa oman Aurinkokuntamme tuotoksista kemiallisesti. Toisen tähden kiertolainen omaisi erilaiset rakennusaineiden isotooppisuhteet, ja mineraalikoostumuskin saattaisi olla himpun verran toisenlainen, sillä saatavilla olevien aineiden kirjo olisi voinut olla erilainen.

(Sivuhuomautus: Joidenkin meteoriittien rakenteesta kyllä löytyy tähtienvälisiä hitusia ja jyväsiä. Niihin tallettunut aines on kuitenkin sitä samaa tähtienvälistä pölypilveä mistä itsekin olemme rakentuneet. Nuo osuvammin ns. "presolaariset jyväset" nimittäin syntyivät ennen Aurinkoa ja kertovat siksi ikinomasta historiastamme.)

Jotain ihan oikeasti tähtienvälistä materiaakin olemme kuitenkin jo onnistuneet keräämään. Stardust-luotain keräsi 2000-luvulla avaruuslennollaan pölyhiukkasia ja toi niitä analysoitavaksi Maahan. Osa niistä oli tullut jostain Aurinkokunnan ulkopuolelta.

Mutta ei kosmista tavaraa kannata kuitenkaan lähteä aina turhan kaukaa hakemaan. Toiset tutkimukset ovat nimittäin osoittaneet, että Maan ilmakehään tippuvista mikrometeoriiteista selvä osa on todella kotoisin hyvin kaukaa tähtienvälisestä avaruudesta. Ja tuota "eksottista tavaraa" voi hyvinkin löytää ihan mistä vain, vaikkapa omalta takapihalta.

Lähteet: Love ja kumpp. (Icarus 1994),Westphal ja kumpp. (Science 2014), Genge ja kumpp. (Geology 2017), Meech ja kumpp. (Nature 2017)

Otsikkokuva: Hubble / ESA / NASA

Aurinkokuntamme läpi porhaltaa juuri nyt tähtienvälinen lähettiläs

Ti, 11/21/2017 - 08:36 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO/M. Kornmesser

400-metrinen ja taiteilijan kuvassa lähes virtaviivaisen avaruusaluksen muotoinen kappale on juuri kulkemassa Aurinkokunnan läpi. Tutkijoiden mukaan kyse on asteroidimaisesta kohteesta, joka on puhdistunut kaikesta pölystä ja jäästä tähtienvälisessä avaruudessa.

Tasan kuukausi sitten tutkijat havaitsivat oudon kohteen Maan lähettyvillä mutta planeettojen tason yläpuolella. Aluksi se vaikutti nopealta asteroidilta tai ehkä sammuneelta komeettaytimeltä.

Radan tarkentuessa varmistui, että kyse oli jostain täysin uudentyyppisestä. Jostain, joka oli tullut tähtienvälisestä avaruudesta, ja oli jo palaamassa kovaa vauhtia sinne takaisin.

Se oli jo ehtinyt tehdä Auringon lähiohituksen syyskuun 9. päivä huimalla lähes 90 km/s nopeudella, ja vieläpä selvästi Merkuriuksen radan sisäpuolelta (noin 0,25 AU:n etäisyydeltä). Maan se taas oli ohittanut lokakuun puolessavälissä 25 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.

Kohteelle annettiin havaijinkielinen nimi 'Oumuamua, joka tarkoittaa jotakuinkin "kaikkein ensimmäistä tiedustelijaa". Se löydettiin alunperin havaijilaisella Pan-STARRS 1 -teleskoopilla.

Euroopan eteläisen observatorion VLT-antennilla 'Oumuamuasta saatiin pian enemmän selville. Kappale on tummanpunainen, vähintäänkin 400 metrin pituinen ja ehkäpä vain vaivaisen 40 metrin levyinen. Pinta vaikutti olevan puhdasta kiveä tai metallia. Muoto on hyvin erikoinen, ainakin oman naapurustomme perusteella.

Kappaleen koko ja muoto saatiin selville harvinaisen voimakkaista kirkkausvaihteluista, jotka noudattavat tarkasti kappaleen 7,3 tunnin pyörimisaikaa. Tutkijat kertovat havainnoistaan tuoreessa Nature-artikkelissa.

Vaikka 'Oumuamuan muotoon ja kuvaukseen sopivia avaruusaluksia löytyykin tieteistarinoista vaikka kuinka monta, lienee kyse kuitenkin aivan luonnon muovaamasta järkäleestä.

Toisin kuin kaikilla tunnetuilla Aurinkokunnan kappaleilla, 'Oumuamualla ei näytä olevan pinnallaan minkäänlaista pölyä tai jäätä. Tämä käy ilmi sen spektristä. Värin ja pölyttömyyden tulkitaan johtuvan miljoonia vuosia jatkuneesta voimakkaasta kosmisten säteiden pommituksesta.

Alustavien laskujen mukaan järkäle on saapunut Aurinkokuntaan planeettojen kiertotason yläpuolelta jotakuinkin Vega-tähden suunnalta. 'Oumuamua ei kuitenkaan ole kotoisin Vegan kiertoradalta, sillä sen ollessa 300 000 vuotta sitten Vegan nykyetäisyydellä (runsaat 25 valovuotta), oli itse tähti ominaisliikkeensä vuoksi vielä aivan muualla. Tutkijat päättelevätkin, että 'Oumuamua on hyvinkin saattanut kiertää ympäri Linnunrataa täysin yksin satojen miljoonien vuosien ajan – ennen tätä pikavisiittiään Aurinkokunnassamme.

Tällä hetkellä järkäle kulkee kohti Pegasuksen tähdistöä hieman alle 40 km/s nopeudella. Noin sadan vuoden kuluttua se on ennättänyt 500–600 AU:n etäisyydelle Auringosta. Jahka 'Oumuamua viimein pääsee tähtienväliseen avaruuteen, se loittonee Auringosta enää "vain" 26 km/s.

Tutkijat jatkavat 'Oumuamuan seuraamista niin pitkälle kuin se vain näkyy, jotta radan yksityiskohtia saataisiin tarkennettua.

Alla video kappaleen lennosta Aurinkokunnassa (artikkeli jatkuu videon alla):

Kannattaa kuitenkin muistaa, ettei 'Oumuamua ole mitenkään ainutlaatuinen kappale. Tähtienvälisiä matkaajia on muitakin. Niitä löytyy paljon lähempää kuin saattaa ensialkuun arvatakaan.

Useita nimiä

'Oumuamua tunnetaan myös nimellä " 1I " (yksi-ii, yksi-interstellar) tai " 1I / 'Oumuamua". Se on ensimmäinen kappale Kansainvälinen tähtitieteellisen unionin IAU:n juuri lanseeraamassa "interstellar"-kategoriassa, joka on varattu selvästi tähtienvälisestä avaruudesta tuleville ja sinne saman tien sinkoutuville kohteille. Alkuperäinen asteroidiin viittaava nimi A/2017 U1 on siis historiaa.

'Oumuamuan nimen alussa oleva heittomerkki kuvaa peräkkäisten vokaalien väliin jäävästä paussista. Meillä moisia taukoja ei tarvitsisi erikseen merkitä, sillä ne tulevat luonnostaan, esimerkiksi lyhyt tauko o- ja a-kirjainten välissä sanottaessa "outo alieni".

Suomessa 'Oumuamuasta kertoi ensimmäisenä Tähdet ja Avaruus.

Lähde: ESO, Meech ja kumpp. (Nature, 2017)

Otsikkokuva: ESO/M. Kornmesser

Laserilla kohti tähtiä

Ke, 06/24/2015 - 10:43 Markus Hotakainen

Tähtienvälinen lento naapuritähti Alfa Centauriin 20 vuodessa kuulostaa juuri sellaiselta huuhaalta, johon tutkijat eivät halua nimeään missään tapauksessa liitettävän. Silti Kalifornian Santa Barbaran yliopiston fysiikan professori Philip Lubin pitää ajatusta täysin mahdollisena.

Kun aluksen energianlähteeksi otetaan vielä valo, ei välttämättä uskoisi, että ideaa koskeva tutkimus saa rahoitusta Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinnolta NASAlta.

Lubin johtaa "kokeellisen kosmologian ryhmää", joka on mukana useissa maailmankaikkeuden varhaisia kehitysvaiheita tutkivissa hankkeissa. Laserkäyttöisen tähtialuksen toteuttamista selvittelevä hanke on yksi NASAn viidestätoista Innovative Advanced Concepts -projekteista. 

Tavoitteena on tukea "innovatiivisia ja edistyksellisiä ideoita" siten, että tieteiskuvitelmilta kuulostavat ajatukset saataisiin muutettua tieteelliseksi tutkimukseksi kehittämällä uraauurtavaa tekniikkaa.

Lubinin vetämä projekti, Directed Energy Propulsion for Interstellar exploratioN (DEEP-IN) eli kankeasti käännettynä ”suunnatun energian käyttö työntövoimana tähtienvälisessä tutkimuksessa”, perustuu tieteiskirjallisuudesta tuttuun ideaan.

Maata kiertävällä radalla on voimakas "lasertykki", jonka säde suunnataan ultrakevyeen, aurinkopurjeella varustettuun luotaimeen. Säteilypaine vauhdittaa alusta niin, että sen nopeus kasvaa kaiken aikaa. 

Ennen pitkää vauhtia on niin paljon, että Einsteinin suhteellisuusteoria tulee apuun. Aika hidastuu ja matka taittuu luotaimen näkökulmasta nopeammin kuin Maasta katsottuna.

NASAn rahoituksen turvin ei sentään olla vielä matkaamassa tähtiin, vaan tarkoituksena on kehittää tekniikkaa, jota tähtienvälisen luotaimen lähettämiseksi tarvittaisiin. Avaruuteen sijoitetuilla suurteholasereilla olisi kuitenkin myös muuta käyttöä: sellaisia on kaavailtu planetaariseksi puolustusjärjestelmäksi.

Samaan tapaan kuin laser voisi vauhdittaa kauas matkaavia luotaimia, sillä voitaisiin muuttaa Maata kohti tulevien asteroidien tai komeettojen ratoja. Sekin on vielä tieteiskuvitelmaa, mutta kosminen uhka on silti todellinen.

Tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian Santa Barbaran yliopiston The Current -verkkolehdessä.

Kuva: Adrian Mann