Voyager 1

Säteily tuhoaa elämän merkit Europa-kuun pinnalta - paitsi jos tietää minne katsoa

Ti, 07/24/2018 - 21:00 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech

Uudessa tutkimuksessa osoitettiin paikat, joista Jupiterin Europa-kuusta kannattaa etsiä elämän merkkejä. Samalla selvisi, kuinka syvällä ne ovat - jos niitä yleensäkään on.

Jupiterin Europa-kuuta pidetään Marsin ohella yhtenä todennäköisimpänä elämän esiintymispaikkana Aurinkokunnassa. Nykytiedon valossa Europalla on kilometrien paksuinen jääkuori sulan tai sohjoisen meren päällä. Meren pohjalla voi hyvinkin olla ns. mustia savuttajia, jotka vapauttavat lämpöä mereen ja kenties ylläpitävät elämääkin.

Europassa on lukuisia paikkoja, joissa sen uumenista on purkautunut suolaista vettä pinnalle. Mukana on luultavasti tullut myös muita aineita, joiden avulla voitaisiin selvittää millaiset meren olot todella ovat ilman että joudutaan porautumaan pinnan alle.

On kuitenkin yksi iso ongelma: Jupiterin voimakas säteily, joka tuhoaa monia molekyylejä Europa-kuun pinnalla. Pinnalle noussut aines voi sen vuoksi muuttua tai tuhoutua nopeastikin. Asetelma nostattaa ilmaan monia kysmyksiä: Missä säteily haittaa eniten ja missä vähiten? Kuinka syvälle varautuneet hiukkaset pääsevät? Kuinka säteily todellisuudessa muokkaa ainetta, joka päätyy pinnalle?

Nyt tutkijat ovat sekä kartoittaneet Europan säteily-ympäristön että mallintaneet kuinka syvälle sen vaikutukset ulottuvat. Tämä astrobiologisesti tärkeä tutkimus ilmestyi tänään 24.7. Nature Astronomy -julkaisussa. Se on ensimmäinen kattava ennuste Europan pinnan säteilyoloille niin vaaka- kuin syvyyssuunnassakin.

Europan pahimmat säteilyalueet sinisellä. Jupiterin puoleinen puoli on keskellä, radalla johtava puoli on vasemmalla ja Jupiterista näkymätön puoli on kartan laidoilla.

Osoittautui, ettei säteily suinkaan ole samanlaista joka puolella kuuta. Ylivoimaisesti rauhallisin säteily-ympäristö löytyy korkeilta leveysasteilta läheltä Europan napoja. Päiväntasaajan ympäri ulottuva vyömäinen alue saa sitä paljon suuremman säteilyannoksen. Ylivoimaisesti huonoimmat olosuhteet ovat kuitenkin ellipsin muotoisissa läiskissä, Jupiterista katsoen kuun sivuilla. Europa kiertää Jupiteria lukkiutuneena, aivan kuten Kuu Maata.

Tutkimuksen perusteella tiedetään, mitkä alueet ovat vähiten säteilyn piiskaamia.

Samalla mallinnettiin, kuinka syvälle pinnan alle säteily ulottuu, ja millä syvyydellä se vielä onnistuu rikkomaan tai muuttamaan aminohappoja. Aminohapot ovat ehkäpä yksinkertaisimpia elämän mahdollisuuksista kertovia rakennuspalikoita. Rankimpien säteilyalueiden mallinnus osoitti, että jo 10 - 20 sentin syvyinen pintajääkerros suojaisi aminohapot. Napojen lähellä tähän riittäisi vain sentti.

Tieto auttaa tulevien luotainten suunnittelussa. 2020-luvun alkupuoliskolla laukaistava Europa Clipper tulee keskittymään juuri Europan tutkimukseen. Sen on suunniteltu tekevän kuun lähiohituksia lähes 50 kappaletta. Luotaimessa on monia laitteita, joilla pystytään perehtymään Europan pintamaterian koostumukseen, tulkitsemaan mitä pinnan alla on, sekä myös analysoimaan pinnasta irronnutta ainetta.

Nyt julkaistu tutkimus auttaa suunnittelemaan Europa Clipperin lähiohitukset niin, että ne kulkevat vähän säteilyä saavien alueiden ylitse. Näin päästään käsiksi mahdollisimman tuoreisiin ja muuttumattomiin meren loiskeisiin.

Europa on pienin Jupiterin neljästä suuresta "Galilein kuusta". Ne kaikki näkyvät meille asti hyvällä kiikarilla.

Europa on läpimitaltaan 3120 kilometriä, eli hieman omaa Kuutamme (3474 km) pienempi. Europa kiertää Jupiteria lähes kaksi kertaa niin kaukana kuin Kuu on Maasta, mutta jättiläisplaneetan sekä kolmen muun suuren kuun vuorovesivoimat riittävät pitämään Europan oletetun meren sulana.

Lähteet: Jet Propulsion Laboratoryn tiedote; Nordheim, Hand & Paranicas: "Preservation of potential biosignatures in the shallow subsurface of Europa (Nature Astronomy, 2018, maksumuurin takana).

Otsikkokuva: NASA/JPL-Caltech. Kartta: U.S. Geological Survey, NASA/JPL-Caltech, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Nature Astronomy

Ihmiskunnan etäisin observatorio on päivä päivältä kauempana

La, 02/10/2018 - 22:33 Markus Hotakainen

Ennätykset on tehty rikottaviksi, mutta toisinaan niiden särkyminen vie vähän pidemmän ajan.

Helmikuussa 1990 eli lähes päivälleen 28 vuotta sitten jättiläisplaneettoja tutkinut Voyager 1 otti kuvan, jossa Maa näkyi "vaaleansinisenä täplänä".

Luotain oli silloin 6,06 miljardin kilometrin etäisyydellä maapallosta, mikä vastaa melkein 41-kertaista Maan ja Auringon välistä etäisyyttä.

Nyt etäisyysennätys on vihdoin rikottu.

Joulukuussa New Horizons -luotain, joka ohitti kääpiöplaneetta Pluton heinäkuussa 2015, otti kuvan Kölin tähdistön suunnassa olevasta tähtijoukosta NGC 3532. Tähtirykelmä tunnetaan myös nimillä "Jalkapallojoukko" ja "Kaikkea hyvää".

Tähtitieteen historiankirjoihin se on jäänyt kohteena, josta Hubble-avaruusteleskooppi otti ensimmäisen kuvansa keväällä 1990.

Luotain otti joukosta kalibrointikuvan LORRI-kameralla (Long Range Reconnaissance Imager). Tuolloin New Horizons oli 6,12 miljardin kilometrin etäisyydellä Maasta, joten se oli kauimpana Maasta otettu kuva.

 

Ennätys ei säilynyt kovin pitkään, sillä kaksi tuntia myöhemmin luotain otti kuvat Kuiperin vyöhykkeen kappaleista 2012 HZ84 ja 2012 HE85. Kun New Horizons ottaa seuraavan kuvan, ennätys rikkoutuu jälleen, sillä luotain taittaa joka päivä yli miljoonan kilometrin matkan.

"New Horizons on ollut monessa mielessä 'ensimmäinen' — se tutki ensimmäisenä Plutoa ja se tutkii ensimmäisenä Kuiperin vyöhykettä. Se on myös kaikkien aikojen nopein luotain", toteaa päätutkija Alan Stern Southwest Research Institutesta. "Nyt se on onnistunut ottamaan kuvia kauempana Maasta kuin yksikään aiempi luotain."

Joulukuisen kuvaussession jälkeen New Horizons vaipui jälleen "uneen", josta se herätetään seuraavan kerran ensi kesäkuun alussa. Luotain alkaa silloin valmistautua ensi vuoden alussa tapahtuvaan Kuiperin vyöhykkeen kiertolaisen MU69 ohilentoon.

Tuolloin sen etäisyys Maasta on noin 6,5 miljardia kilometriä ja radiosignaalien matka luotaimesta maapallolle kestää yli kuusi tuntia.

Kuvat: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

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.