maanantai 22. kesäkuuta 2015

Saturnuksella kahdeksas rengas

Marylandin yliopistossa työskentelevä tohtori Douglas P. Hamilton tutkimusryhmineen on onnistunut havaitsemaan Saturnukselta kahdeksannen renkaan. Rengas on nimetty Phoebe-renkaaksi ja se sijaitsee 100–275 Saturnuksen säteen etäisyydellä. Renkaalla on leveyttä siis noin 16 miljoona kilometriä. Valtavasta koostaan huolimatta rengasta ei ole mahdollista nähdä näkyvässä valossa, vaan ainoastaan infrapunaisella aalllonpituudella.

Tarkemmat havainnot Spitzer avaruuskaukoputkella ja Nasan Wide-field Infrared Surveyt Explorer (WISE) satelliitilla varmensivat renkaan olemassa olon ja että se on kokonainen rengas. Suurin osa renkaasta koostuu hiukkasista, joiden koko on vain muutamia millimetrin kymmenesosia. Vain noin 10 % renkaan materiaalista on isompia kuin 20 cm halkaisijaltaan.


Renkaiden alkuperä on hämärän peitossa. Aluksi tutkijat arvelivat sen koostuvan Phoebe-kuun mukanaan tuomasta pölystä ja jääkiteistä sen tultua kaapatuksi Saturnuksen kiertoradalle. Tutkijat pitävät kuitenkin todennäköisempänä renkaan aiheuttajana pientä ja tästä syystä vielä tunnistamatonta kuuta. 

keskiviikko 17. kesäkuuta 2015

Philae toimintakuntoinen: kerännyt dataa vuoden alusta alkaen!

Kuva: ESA
Kuva ESA.
Teksti Ilmatieteenlaitos
Ensimmäisiä Philaen lähettämiä tietoja on nyt ehditty analysoida. Ilmatieteen laitoksen massamuisti näyttää säilyttäneen tietoja Philaen toiminnasta todennäköisesti vuoden alusta lähtien.
Ensimmäinen elonmerkki Philaesta saatiin illalla 13. kesäkuuta, jolloin heikko mutta selkeä radiolinkki syntyi emoalus Rosettan ja laskeutujan välille. Yhteys kesti yhteensä 85 sekuntia. Tietoja on nyt ehditty alustavasti analysoida ja tilanne näyttää erittäin hyvältä. Lyhyen radiolinkkiyhteyden aikana maahan saatiin 300 tietopakettia ja 8000 lisäpakettia on odottamassa siirtoa maahan.
Kerätyt tiedot sisältävät järjestelmän tilannetiedot, lämpötilan ja sähköjärjestelmän tiedot. "Tällä hetkellä näyttää siltä, että Philae aloitti toimintansa jo tämän vuoden alussa ja on tallentanut tietoja massamuistiin siitä lähtien", tutkimuspäällikkö Walter Schmidt kertoo. Philae näyttää toimivan noin 70 minuuttia komeetan reilun 12 tunnin mittaisen päivän aikana.

Ilmatieteen laitoksen rakentama massamuisti kriittisessä roolissa

Philaen CDMS (Command and Data Management System) sisältää Ilmatieteen laitoksessa kehitetyn ja rakennetun massamuistin. Massamuisti on nyt osoittautunut erittäin arvokkaaksi, sillä se on kerännyt ja säilyttänyt dataa jo vuoden alusta vaikka radioyhteyttä maahan ei ole saatu. "Tämä on oikea jymyuutinen paitsi mission, myös Ilmatieteen laitoksen kannalta", tutkimusprofessori Minna Palmroth sanoo.
Euroopan avaruusjärjestön ESAn tutkimusryhmät pohtivat nyt, miten toimintaa jatketaan mahdollisimman tehokkaasti. Ennen kuin ensimmäisiä komentoja tieteellisiä mittauksia varten voidaan Philaelle antaa, tarvitaan kuitenkin pysyvämpi yhteys Rosettan ja Philaen välille. Ensimmäiset mittaukset tulee tekemään Ilmatieteen laitoksen PP-mittalaite. PP-mittalaite keskittyy veden etsintään komeetan pinnalta.
Sunnuntaina 14. Philaeen saatiin lyhyt, muutaman sekunnin mittainen yhteys, josta voitiin todeta, että Philaen lämpötila on noussut -5 asteeseen.  Suurin osa Philaen aurinkopaneeleista toimii tällä hetkellä niin, että saatava teho on parhaimmillaan noin 24 wattia. Radioyhteys vaatii noin 19 wattia toimiakseen. "Tästä voidaan päätellä, että ollaan lähellä sitä, että pysyvämpi radioyhteys voidaan muodostaa Rosettan ja Philaen välille", Walter Schmidt arvioi.

tiistai 16. kesäkuuta 2015

Karkaussekunti lisätään kesäkuun lopulla UTC aikaan

Kuva IERS.
Earth Orientation Center of the International Earth Rotation and reference System Service (IERS) on päättänyt, että karkaussekunti lisätään tämän vuoden kesäkuun loppuun. Lisäys on tarpeen syystä, että maapallon pyöriminen on hidastunut sen verran, että koordinoidun yleisajan (UTC)[1] ja atomikellojen ajan (TAI)[2] välinen aika ero on kasvanut 0,9 sekuntiin. 

Karkaussekunteja on lisätty yleisaikaan vuoden 1972 jälkeen kaikkiaan 25 kertaa ja nyt kesäkuun lopussa tehtävä lisäys on 26. Tätä ennen karkaussekunti lisättiin kesäkuun lopussa vuonna 2012.

Karkaussekunteja lisätään joko kesäkuun tai joulukuun lopussa. Pakottavissa tapauksissa karkaussekunteja voidaan lisätä myös maaliskuun tai syyskuun lopussa. Toistaiseksi maaliskuun tai syyskuun loppuun ei ole ollut tarvetta lisättä karkaussekuntia.

Laajemmin karkaussekunnista

Huomautukset

[1] Koordinoitu yleisaika (UTC) perustuu UT1 aikaan, joka puolestaan on synkronoitu maapallon pyörimiseen ja siitä tehtyihin havaintoihin. Maapallon pyörimisnopeutta seurataan käyttäen Very Long Baseline Interferometry (VLBI) radioverkon tekemiä havaintoja.

[2] Kansainvälistä atomiaikaa (Temps Atomique International,  TAI) hallinnoi ja laskee Bureau International des Poids et Mesures (BIPM).


maanantai 15. kesäkuuta 2015

51 Pegasi b:stä heijastusspektri

Kuva: ESO, IAU and Sky & Telescope
Portugalais-sveitsiläis-ranskalainen tutkijaryhmä on onnistunut havaitsemaan eksoplaneetta 51 Pegasi b:n heijastaman valon spektrin. Saavutus on ainutlaatuinen sillä, kyseessä on ensimmäinen kerta kun tämä on ollut mahdollista.

Sattumaa tai ei, 51 Pegasi b on myös ensimmäinen eksoplaneetta, joka koskaan on havaittu kiertävän tavallista tähteä. Planeetta löydettiin vuonna 1995. Se sijaitsee noin 50 valovuoden etäisyydellä aurinkokunnastamme ja sijaitsee Pegasus-tähdistössä.

Eksoplaneettojen spektrejä on aikaisemmin onnistuttu havaitsemaan niissä tapauksissa, joissa planeetta kulkee tähden editse (ylikulku) meidän havaintosuunnasta katsottuna, tai eksoplaneetta on joutunut tähden taakse. Suoraa mittausta eksoplaneetasta heijastuneesta valosta ei aikaisemmin ole onnistuttu tekemään.

Eksoplaneetan ilmakehästä heijastuva tähden valo on niin heikkoa, että aikaisemmin käytettävissä olleet menetelmät eivät ole riittäneet spektrin havaitsemiseen.  Euroopan eteläinen observatorio (ESO) on kuitenkin kehittänyt HARPS instrumentin, jonka herkkyys ja spektrin erotuskyky mahdollistaa tarvittavat planeetasta heijastuneen valon havainnot. Tutkimusryhmä [2] käytti tätä laitetta havaitsemiseen yhdessä ESOn 3,6 m teleskooppia La Sillan (Chile) observatoriossa.


Huomautukset

[1] High Accuracy Radial velocity Planet Searcher 


[2] Tutkimusryhmän vetäjänä oli Jorge Martins (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) ja  Universidade do Porto, Portugali). Tutkimusryhmään kuului muita tutkijoita samasta yliopistosta ja ranskalaisista ja sveitsiläisistä yliopistoista ja tutkimuslaitoksista. Tutkimus julkaistiin Astronomy & Astrophysics  -lehdessä huhtikuun 22. päivänä 2015.

torstai 11. kesäkuuta 2015

Bolidit ovat yleisiä ilmiöitä

Vuosina 1994–2013 infraäänien perusteella havaitut bolidit.
Kuva Nasa.
Nasan Near-Earth Object Program –kartoitus on paljastanut, että bolidit ovat luultua yleisempiä. Bodileja pidetään harvinaisena lähinnä sen vuoksi, että yksi havaitsija tai alueellisesti rajallisella alueella (esimerkiksi Suomessa) niitä nähdään harvakseltaan. Tavallisesti niistä kerrotaan parisen kertaa vuodessa niissä tapauksissa joissa nähty ilmiö on ollut merkittävän kirkas.

Nasan tekemässä tutkimuksessa paljastu, että kahden vuosikymmenen aikana (1994–2013) maapallon ilmakehään syöksyi kaikkiaan 556 meteoroidia, jotka aiheuttivat merkittävän bolidin. Tutkimus ei käsittänyt alle 1 metrin kokoluokkaa olevia meteoroideja, sille ne eivät paljastu tutkimusmenetelmässä. Tutkimus tehtiin Yhdysvaltain ilmakehän infraääniä havaitsevan mikrofoniverkoston avulla.

Tutkimuksen vähäisimmät meteoroidit vapauttivat energiaa noin 1 GJ (gigajoulea) [1] verran. Oheisen kaavion täplien koko kertoo vapautuneen energiamäärän GJ:na [2]. Tutkimusjakson merkittävin tapahtuma oli Tšeljabinskin kaupungin läheisyydessä tapahtunut noin 20 metrisen meteoroidin tuhoutuminen syvällä ilmakehässä helmikuun 15. päivänä 2013. Tässä törmäyksessä vapautui arviolta noin 500 000 TNT tonnin edestä energiaa.

Nasan tekemän kartoituksen mukaan maapallon läheisyydessä kiertää vähintään 1000 yli kilometrin kokoista ja silmällä pidettävää asteroidia, joiden rata saattaa jonakin päivänä tuoda ne törmäyskurssille maapallon kanssa. Nasa arvio tuntevansa niiden radat noin 96 % koko populaatiosta. Kilometrin kokoluokan asteroidi voi aiheuttaa jo merkittävää tuhoa törmätessään maapalloon minne tahansa.

Uusimmassa kartoitusohjelmassa Nasa pyrkii selvittämään 90 % yli 140 metristen asteroidien radat. Karkea arvio niiden märästä liikkuu noin 30 000 tietämillä. Pienimmätkin tästä ryhmästä ovat sen verran kookkaita, että tuhoalue on vähintään paikallinen. Törmäävän asteroidin tuhovaikutus kasvaa koon kuution (potenssin 3) ja nopeuden neliön (potenssin 2) mukaisesti. Suurinta tuhoa globaalisti saa aikaan asteroidi, joka törmää valtameriin ja aiheuttaa korkean tsunamin.

Paikalliseen merkittävään tuhovaikutukseen vaikuttaa myös törmäävän meteorin materiaali. Yleensä kivestä ja jäästä muodostuneet alle 50 metriset meteoroidit tuhoutuvat ilmakehässä, jolloin tuhovaikutus syntyy yliäänen nopeudella ilmakehän läpisyöksyvän kappaleen aiheuttamasta paineiskusta. Näin tapahtui juuri Tšeljabinskissä. Jos törmäävä kappale on rautaa tai rautaa ja kiviainesta sisältävää pallasiittia, jo noin 50 metrin kokoinen kappale saa aikaan merkittävän kraatterin. Näin tapahtui noin 50 000 vuotta sitten Arizonassa, johon syntyi noin 1,2 km kokoinen törmäyskraatteri. Törmäyksessä vapautui laskelmien mukaan noin 10 megatonnin  TNT-räjähteen energia.

Maapallolta tunnetaan arviolta noin 160 törmäyskraatteria. Niiden koko ja havaittavuus vaihtelee merkittävästi, sillä sääilmiöt ja mannerliikunnot rapauttavat ja hävittävät kraattereita. Suomesta tunnetaan 13 törmäyskraatteria. Noin puolet Suomen pinta-alasta, lähinnä Itä-Suomesta ja Lapista, on edelleen tutkimatta. Tutkimattomilla alueilla varmasti sijaitsee tunnistamattomia törmäyskraattereita, mutta ne ovat voineet muuttua lähes tunnistamattomiksi jääkausien vaikutuksesta.

Suomea lähin ja ehkä uusin törmäyskraatteri Virossa Saarenmaalla oleva Kaali, joka syntyi noin 4 000 vuotta sitten. Kokoa kraatterilla on noin 100 metriä ja se on aiheuttanut ilmakehässä pirstoutunut rautameteoriitti. Pää- ja sivukraattereista löytynyt rauta on käytetty jo historiallisena aikana ja nykyisin vain hyvin pieniä rauta-nikkeliseosta sisältäviä kappaleita on pystytty alueelta löytämään.

Huomautukset

[1] 1 GJ vastaa suunnilleen 5 tonnia TNT-räjähdettä.

[2] GJ muuttaminen TNT-räjähteen määräksi voi tehdä extrapoloimalla seuraavasti: 100 GJ = 300 tonnia, 10 TJ (10 000 GJ) = 18 000 tonnia ja 1 PJ (1 000 000 GJ) = 1 000 000 tonnia TNT:tä. Luvut ovat pyöristettyjä.