sunnuntai 30. huhtikuuta 2017

Kirjauutuus: Maailmankaikkeuden värit

Travis A. Rector, Kimberly Arcand ja Megan Watzke


Maailmankaikkeuden värit

Suomentanut Tuukka Perhoniemi
Tähtitieteellinen yhdistys Ursa ry. 2017
Nid. 265 sivua
ISBN 978-952-5985-46-7
Hinta kirjakupassa noin 35,00 €, Ursan jäsenhinta 26 €.

Tähtitieteen ja avaruustutkimuksen uutisointia tiiviisti seuraavat tietävät, että usein uutisiin liittyy ns. ”kauniita kuvia”. Useinkaan ne eivät ole syntyneet tarkoituksellisesti tai ainakin niiden ensisijainen tarkoitus on tieteen tekeminen mutta ikään kuin sivutuotteena, kuvat ovat myös silmiä hivelevän kauniita.

Kuinka kuvat ovat sitten syntyneet? Siitä kerrotaan tässä kirjassa! Luonnollisesti useimmat kuvat ovat otettu suurilla ammattikäyttöön suunnitelluilla teleskoopeilla. Ne esittävät hyvin himmeitä ja etäällä kaukaisessa avaruudessa sijaitsevia kohteita. Vaikka harrastajat omilla vaatimattomilla laitteillaan ei välttämättä saavuta samoja kohteita, samanlaisia kohteita löytyy usein myös paljon lähempää, omasta Linnunradastamme.

Periaatteessa harrastajien mahdollisuuksien rajoissa on käyttää ammattilaisten menetelmiä, sillä usein kyse on vain suodattimen valinnasta ja käytettyjen menetelmien hiomisesta huippuunsa. Useimmat ”kauniit kuvat” on otettu käyttäen kolmea tai neljää suodatinta, joiden amatööriversiot ovat kohtuullisen hintaisia. Amatöörit joutuvat myös tyytymään siihen, että kohteiden ja kaukoputkien välissä on maapallon turbulenttinen ilmakehä, mutta ainakin osittain se vaikeus on voitettavissa.

Luonnollisesti kirjassa on runsaasti ”kauniita kuvia”. Mutta ne eivät ole ainoa kirjan anti, vaan useimmin käytetyt kuvausmenetelmät on myös kerrottu lukijoille. Soveltuvin osin kirjaa voidaan pitää tähtivalokuvauksen opaskirjana aivan käytännön tasolla, mutta hyvin usein myös teoreettisesti ajateltuna.

Kirjan tekijät ovat tähtitieteen ammattilaisia. Travis A. Rector on tähtitieteen professori Anchoren yliopistosta ja hänet tunnetaan monien tähtikuvien tekijänä. Kimberly Arcan johtaa Nasan Chandra-avaruusteleskoopin viestinnän visualisointia ja Megan Watzke on Chandra-avaruusteleskoopin tiedottaja.

Saatuani kirjan käsiini, ensimmäinen ajatus oli, että ”Wau mitä kuvia!” Kuvat ovatkin näyttävän näköisiä ja painojälki loistavaa. Niinpä kirjaa voi suositella jokaiselle tähtitaivaan valokuvaamisesta kiinnostuneelle tai sellaiselle henkilölle lahjaksi. Muutkin kuin tähtiharrastajat viihtyvät varmasti kuvia katsellen.


Kari A. Kuure


torstai 27. huhtikuuta 2017

NASAn Cassini-luotain tutkimusmatkansa päätösvaiheessa

Kuva NASA/JPL/Cassini
Kaksikymmentä vuotta avaruudessa matkannut Cassini-Luotain on aloittanut tutkimusmatkansa viimeisen vaiheen. Luotain ohjattiin kulkemaan Saturnuksen ja sen renkaiden välistä. Tutkijat arvioivat, että alue on suhteellisen turvallinen ja jos siellä on ainehiukkasia, niiden koko on luokkaa kuin tupakan savussa.

Cassini-luotain laukaistiin matkaan 15. lokakuuta 1997. Saturnuksen kiertoradalle se asettui 30. kesäkuuta 2004. Sen mukana Saturnuksen järjestelmän suurinta kuuta, Titan’ia tukimaan lensi Huygens-luotain. Se laskeutui Titanille laskuvarjojen varassa 14. tammikuuta 2005 ja lähetti tietoja Titanin pinnan olosuhteista noin tunnin ajan. Cassini välitti Huygensin lähettämät radiosignaalin Maahan.

Vuoden 2004 jälkeen Cassini on tehnyt havaintoja koko Saturnuksen järjestelmästä: niin renkaista, kuista kuin planeetasta itsestään. Sen lukuisista löydöistä merkittävimpiä lienee Titanin pinnalla oleva nestemäinen metaani ja Enceladus-kuun vesihöyrysuihkut, jotka kohoavat satojen kilometrien korkeuteen avaruuteen. Ennen syyskuussa tapahtuvaa tuhoutumistaan Cassini on kiertänyt Saturnuksen 293 kertaa.

Enceladuksen sisäinen rakenne. Kuva NASA/JPL/Cassini.
Cassini lensi suihkujen läpi ja ”haisteli” vesihöyryn mukana avaruuteen päätyneitä muita aineita. Tutkijat päättelivät mittaustuloksista, että Enceladuksen etelänavan noin 5 km paksuisen jääkerroksen alapuolella on meri, jonka pohjalla täytyy olla ”mustia savuttajia” eli vulkaanisia kuuman veden lähteitä.

Cassinin tehtävän viimeinen vaihe aloitettiin 26. huhtikuuta (2017), jolloin se ohjattiin lentämään ensimmäisen kerran Saturnuksen ja renkaiden välisestä aukosta. Lähimmillään Saturnusta luotain oli vain noin 300 km korkeudessa. Näitä vastaavia renkaiden ja Saturnuksen välistä tehtäviä lähiohituksia tehdään kaikkiaan 22 kertaa kunnes syyskuun 15. päivän sen rata vie luotaimen Saturnuksen ilmakehään. Luotaimen pääantenni on suunnattu kohti Maata ja sen mittalaitteet lähettävät jatkuvia mittaustietoja niin kauan kunnes luotain tuhoutuu Saturnuksen ilmakehässä.

Cassini tuhottaan sen vuoksi, että maapallolta peräisin olevia bakteereja ei joutuisi Enceladukselle tai millekään muulla Saturnuksen kuulle. Luotainta ei ole steriloitu ja vaikka luultavaa on, että kaikki bakteerit ovat tuhoutuneet kahdenkymmenen vuoden avaruusmatkan jälkeen, siitä ei ole täyttä varmuutta. Etenkin Enceladuksen sulassa meressä voi olla elämää, joka voi tuhoutua tai muuttua maapallon bakteerien päästessä vaikuttamaan niiden ekosysteemissä. Saturnuksessa ei uskota olevan elämää ja ilmakehässä tapahtuva tulinen tuhoutuminen viimeistään tappaa kaikki bakteerit.

Alla NASAn julkaisema video Cassinin vaiheista.





maanantai 24. huhtikuuta 2017

Komeetta Wirtanen

46P/Wirtanen vuodelta 2003. Kuva ESA.
Lähitulevaisuudessa komeetta 46P/Wirtanen tulee olemaan suuren mielenkiinnon kohteena. Joulukuussa 2018 komeetta pyyhältää maapallon ohitse hyvin läheltä, lähempää kuin moniin vuosiin tai ehkäpä milloinkaan aikaisemmin. Lähestyessään maapalloa syksyllä 2018 komeetta kirkastuu ja viimeistään marraskuun loppupuolella siitä tulee paljain silmin näkyvä kohde pohjoiselle tähtitaivaalle.

Komeetan löysi Carl Alvar Wirtanen (1910–1990) Lick observatoriossa työskennellyt tähtitieteilijä tammikuun 17. päivänä vuonna 1948. Löydön jälkeen komeettaa on havaittu jokaisella kierroksella Auringon ympäri lukuun ottamatta vuotta 1980, jolloin komeetan perihelin aikaan se pysytteli sitkeästi alle 20 asteen etäisyydellä Auringosta.

Vuoden 2013 perihelin ohitus oli myös huono havaintojen kannalta. Komeetasta tehtiin vain muutamia etäisyysmittauksia, nekin vuoden 2014 aikana. Vuoden 2018 periheli on siis poikkeus, sillä myös vuoden 2024 perihelin ohitus on huono. Näin ollen tuleva perihelin ohitukseen on ladattu paljon toiveita kunnollisten havaintojen tekemisen suhteen. Valitettavasti meillä Suomessa marras- ja joulukuu ovat vuoden pilvisintä aikaa, mutta aina voidaan toivoa joitakin selkeitä iltoja ja öitä, jotka mahdollistaisivat komeetan havaitsemisen.

Komeetta kuuluu ns. Jupiterin komeettaperheeseen ja sen kiertoaika on nykyisin 5,43 vuotta. Radan apheli on 5,124 ja periheli 1,056. Kuten tarkkaavainen lukija huomaa, perihelietäisyys on hyvin samanlainen kuin maapallolla. Törmäysvaaraa ei ainakaan nykyisin ole, sillä radan inklinaatio on 11,7° ja periheli sijaitsee ekliptikan pohjoispuolella. Kokoa komeetalla arvioidaan olevan noin  (Ø) 1,2 km.

Edellisen lukemansa perusteella taivaandynamiikkaa tunteva lukija voikin jo päätellä, että komeetan rata ei ole kovinkaan pysyvä, vaan se muuttuu joka kerta kun Jupiter ja komeetta päätyvät toistensa läheisyyteen. Takaisinpäin laskemalla on pystytty selvittämään joitakin ratamuutoksia viimevuosisadalla.

Taulukko 1. 46P/Wirtanen ratamuutokset
pvm
etäisyys Jupiterista [au]
perihelietäisyyden muutos [au]
kiertoajan muutos [vuotta]
31.12.1912
0,53
1,62 →  1,43
6,81 →  6,32
25.12.1923
0,52
1,43 →  1,61
6,32 →  6,65
10.4.1972
0,28
1,61 →  1,26
6,65 →  5,87
26.2.1984
0,47
1,26 →  1,08
5,87 →  5,50
25.11.2042
0,56
1,06 →  1,22
5,49 →  5,78

Toistaiseksi viimeisin ratamuutos tapahtui vuonna 1984 ja seuraava tulee tapahtumaan vuonna 2042. Tuleva ratamuutos heittää perihelietäisyyttä ulommaksi ja näin vähentää ainakin väliaikaisesti törmäysriskiä maapallon kanssa.

Ensivuoden perihelin ohitus tapahtuu joulukuun 13. päivänä. Perihelin aikaan komeetta ei vielä ole kaikkein lähimmillään maapalloa, vaan se tapahtuu vasta muutama vuorokausi myöhemmin, joulukuun 16 päivän iltana. Etäisyyttä silloin noin 11,61 miljoona km, eli noin 0,078 au tai noin 30 (LD) Kuun etäisyyttä.

Vuoden 2018 syyskuun alussa komeetta on vielä himmeä ja se voidaan ”nähdä” vain valokuvaamalla. Suomessa komeetta etelämeridiaanin ylitys tapahtuu silloin vain noin 10° korkeudella ja sekin vähenee syksyn kuluessa kunnes 8.lokakuuta se ei enää nouse horisontin yläpuolelle lainkaan. Marraskuun loppupuolella komeetta alkaa jälleen nousta, tällöin iltataivaalle, ja ensimmäiset havainnot siitä voitaneen tehdä 27.11. komeetan tullessa Valaskalan tähdistöön. Meridiaanin ylitys tapahtuu vain 4,9° korkeudella ja komeetan kirkkaus Mv=5,1. Tämän jälkeen komeetan näkyvyys paranee ilta illan jälkeen.

Joulukuun alkaessa komeetan meridiaanin ylitys tapahtuu aina vain korkeammalta ja samalla komeetan kirkkaus kasvaa. Jos komeetan kirkkaus kasvaa ennusteen mukaan, niin silloin se on nähtävissä paljain silmin jo joulukuun ensimmäisen viikon aikana. Joulukuun toisen viikon alkaessa komeetan kirkkaus on jo kohtalaisen suuri ja meridiaanin ylitys tapahtuu mukavasti iltayöstä kello 22.30 tietämillä. Periheli saavutetaan 13.12.2018 ja etäisyys lyhyimmillään 16.12.2018. Nykyisellä radallaan maapallon ja komeetan lyhin mahdollinen etäisyys olisi noin 0,068 au eli 10 200 000 km, eli tuleva ohitus on yksi lähimmistä ohituksista.

Joulukuun kolmannen viikon lopulla komeetta muuttuu sirkumpolaariseksi vaikka meridiaanin ylitys tapahtuu edelleen iltayöstä, nyt noin kello 23. Komeetan kirkkaus on edelleen sellainen, että se pitäisi näkyä paljain silmin aina joulukuun loppuun asti.

Ennen periheliä komeetta on Valaskalan tähdistössä. Siitä se siirtyy Härkään 12.2.2018 ja Perseukseen 19.12.2018. Tässä tähdistössä komeetta on vain pari vuorokautta ja siirtyy Kefeukseen 21.12.2018. Ilveksen alueella komeetta siirtyy 28.12.2018 ja tämän jälkeen 8.1.2019 se siirtyy Isoon karhuun. Lyhyt pistäytyminen Ilveksessä 11.1.209 on vain vuorokauden mittainen ja paluu Ison karhun puolelle tapahtuu 12.1.2019.

Tammikuun toisella viikolla komeetta on himmentynyt jo niin paljon, että sen havaitseminen paljain silmin edes pimeimmässä paikassa ei ole mahdollista. Sen sijaan, se on vielä helposti valokuvattavissa pitkälle kevääseen, sillä se pysyttelee pohjoisella tähtitaivaalla aina huhtikuun puolelle tai pitempäänkin, mutta himmenee lopulta näkymättömiin riippumatta käytettävästä laitteistosta.

Taulukko 2. 46P/Wirtannen havaintoja helpottavia tietoja

pvm aika korkeus  kirkkaus nousuaika laskuaika tähdistö Huomautus
1.12.2018 22:19 10,0 4,8 19:47 1:40 Valaskala
2.12.2018 22:18 11,6 4,7 18:31 1:56 Valaskala
3.12.2018 22:16 13,3 4,6 18:15 2:10 Valaskala
4.12.2018 22:18 15,2 4,5 17:59 2:26 Valaskala
5.12.2018 22:18 17,2 4,4 17:42 2:43 Valaskala
6.12.2018 22:18 19,5 4,3 17:25 3:00 Valaskala
7.12.2018 22:19 21,9 4,2 17:07 3:19 Valaskala
8.12.2018 22:20 24,6 4,1 16:49 3:39 Valaskala
9.12.2018 22:22 27,4 4,1 16:30 4:01 Valaskala
10.12.2018 22:24 30,4 4,0 16:10 4:25 Valaskala
11.12.2018 22:26 33,7 3,9 15:49 4:50 Valaskala
12.12.2018 22:29 37,1 3,9 15:27 5:18 Härkä
13.12.2018 22:33 40,7 3,8 15:02 5:49 Härkä  periheli
14.12.2018 22:37 44,3 3,8 14:36 6:23 Härkä
15.12.2018 22:42 48,1 3,8 14:04 7:03 Härkä
16.12.2018 22:47 51,8 3,8 13:26 7:51 Härkä etäisyys 11,61 miljoonaa km (0,078 au)
17.12.2018 22:52 55,5 3,8 12:33 8:55 Härkä sirkumpolaa-rinen
18.12.2018 22:59 59,1 3,9 Härkä
19.12.2018 23:05 62,6 3,9 Perseus
20.12.2018 23:13 65,9 3,9 Perseus
21.12.2018 23:21 68,9 4,0 Kefeus
22.12.2018 23:29 71,7 4,1 Kefeus
23.12.2018 23:38 74,2 4,2 Kefeus
24.12.2018 23:46 76,5 4,3 Kefeus
25.12.2018 23:55 78,5 4,3 Kefeus
26.12.2018 4,4 Kefeus
27.12.2018 0:05 80,2 4,5 Kefeus
28.12.2018 0:14 81,7 4,6 Ilves
29.12.2018 0:22 83,0 4,8 Ilves
30.12.2018 0:31 84,1 4,9 Ilves
31.12.2018 0:39 85,0 5,0 Ilves
1.1.2019 0:47 85,8 5,1 Ilves
2.1.2019 0:54 86,4 5,2 Ilves
3.1.2019 1:01 86,9 5,3 Ilves
4.1.2019 1:07 87,2 5,4 Ilves
5.1.2019 1:12 87,5 5,5 Ilves
6.1.2019 1:17 87,7 5,6 Ilves
7.1.2019 1:21 87,9 5,7 Ilves
8.1.2019 1:25 88,0 5,8 Iso karhu
9.1.2019 1:28 88,0 5,9 Iso karhu
10.1.2019 1:31 88,0 6,0 Iso karhu
11.1.2019 1:33 87,9 6,1 Ilves
12.1.2019 1:35 87,9 6,2 Iso karhu
13.1.2019 1:36 87,8 6,3 Iso karhu
14.1.2019 1:37 87,6 6,4 Iso karhu
15.1.2019 1:37 87,5 6,5 Iso karhu














Aika on  komeetan meridiaanin ylitysaika ja korkeus on meridiaanin ylityskorkeus Tampereen horisontin mukaan laskettuna.



maanantai 17. huhtikuuta 2017

Valosaastuminen jatkuu yhä Suomessa

Valosaaste on lisääntynyt kuvassa näkyvillä alueilla vuoden 202 joulukuusta vuoden 2016 joulukuuhun.
Kuva © Kari A. Kuure, lähde NASA Earth Observatory.
Nykyteknologian ja elinkeinotoiminnan seuraus on valosaastuminen. Se on voittoisa vitsaus, joka leviää päivä päivältä ja vuosi vuodelta laajemmalle alueelle. Erityisen voimakasta valosaastuminen on Suomessa, ja olemme ainoa maa Pohjois-Euroopassa, jossa valosaaste lisääntyy merkittävästi. Vain Tukholman alue ja pari isompaa kaupunkialuetta Ruotsissa on myös jatkanut valosaastuttamista mutta muualla valosaasteen määrä on jopa vähentynyt neljässä vuodessa.

Lisääntyvän valosaasteen myötä Suomi on hieman erikoisessa seurassa, sillä valosaaste on lisääntynyt merkittävästi vain Intiassa, Kiinassa, Indonesiassa ja joissakin pienissä Aasian valtioissa, Lähi-idässä, muutamissa Afrikan valtioissa, Etelä-Amerikan muutamassa öljyvaltiossa ja Meksikossa. Yhdysvalloissa valosaasteen lisääntyminen on yllättävän vähäistä, kokonaisuudessaan se on suunnilleen Ruotsin veroista.

Mitä valosaaste on?

Valosaaste on kaikessa yksinkertaisuudessaan valoa, joka suuntautuu taivaalle joko vahingossa tai jopa tarkoituksellisesti. Yleensä valosaastetta syntyy yhdyskuntarakentamisen seurauksena valoa ylös suuntaavien valoheittimien ja aluevalaistuksen vaikutuksesta. Pohjoismaissa valoa myös heijastuu taivaalle lumipeitteen vuoksi.

Taivaalle suuntautunut valo heijastuu takaisin maanpinnalle pilvisyyden, ilmassa leijuvien aerosolien sekä (etenkin talvella) jääkiteiden vaikutuksesta. Heijastunut valo muodostaa lähes läpinäkymättömän ”katon”, joka nykyisin on väriltään punaruskeaa runsaan natriumlamppuvalaistuksen käytön seurauksena. Aikaisemmin valosaasteen väri oli vihertävää elohopeahöyrylamppujen käytöstä johtuen.

Valosaasteen vaikutukset

Valosaasteen vaikutuksista on tehty satoja tutkimuksia ja kaikissa niissä se on todettu haitalliseksi niin luonnolle kuin ihmisille. Valosasteisilla alueilla asukkaat oirehtivat mitä ihmeellisimmillä tavoilla, nukkumisongelmat ja stressi ovat niistä pienimmästä päästä.

Yksi valosaasteen merkittävistä seurauksista on tähtitaivaan katoaminen. Kaupunki ja taajama-alueilla asukkaat eivät enää kykene näkemään tähtitaivasta valosaasteen muodostaman ”katon” vuoksi. Elämme sanan mukaisesti kuplassa, joka estää kaikenlaisen informaation pääsyn havaittavaksemme. Ainoa tapa, jolla tästä ”kuplasta” pääsemme, on matkustaa aikanakin tunnin verran asumattomille tai vain vähän asutusta olevalle maaseudulle. Ihmiset, jotka näin ovat pystyneet tekemään kertovat ihastuneena tähtitaivaan ja Linnunradan kauneudesta, kauneudesta joka meille kaupunkien ihmisille on vain kaukainen haave ”jossain toisella planeetalla”.

Valosaaste vuonna 2012. Kuva NASA Earth Observatory.


Valosaaste vuonna 2016. Kuva NASA Earth Observatory.


Valosaasteen määrää seurataan entistä enemmän

NASA laukaisi avaruuteen Maata kiertävälle radalle Suomi NPP-satelliitin[1]. Sen tehtävänä on valokuvata maapalloa 22 eri aallonpituudella yötä päivää. Satelliitin erotuskyky on huikea ja ajantasaisia maankäytön yksityiskohtaisia karttoja voidaan laatia vaikka päivittäin. Satelliitin käyttö antaa huimasti uusia työkaluja yhdyskuntarakentamisen suunnittelijoille ympäri maapallon.
Suomi NPP laukaistiin avaruuteen lokakuussa 2011. Se kiertää maapalloa aurinkosynkronisella radalla 834 km korkeudella.

NASA Earth Observatorio julkaisi ensimmäisen valosaasteesta kertovan kartan loppuvuodesta 2012. Kartta oli koottu lukuisista Suomi NPP-satelliitin ottamista kuvista, joista oli poistettu pilvisyyden varjostava vaikutus. Samassa yhteydessä julkaistiin monia maaosan kattavia karttoja. Aivan muutama päivä sitten (15.4.) NASA Earth Observatorio julkaisi uuden, viime joulukuulle päivätyn kartan, jota vertaamalla vuoden 2012 karttaan voi helposti päätellä muutokset, jotka johtuvat valosaasteen lisääntymisestä asutuilla alueilla. Muutokset etenkin Suomen osalta on murheellista katseltavaa.

Valosaasteen ehkäiseminen

Valosaasteen ehkäiseminen on periaatteessa helppo juttu. Tosin valaistuksen suunnittelu ja pitkä käyttöikä hidastavat huomattavasti ja merkittävästi valosaasteen määrän kääntymistä alenevaan suuntaan. Tähän vaikuttaa huomattavasti Suomesta puuttuva valosaastetta ehkäisevä lainsäädäntö ja valaistussuunnittelun ohjeistuksen puutteellisuus näiltä osin. Nämä asiat olisikin pikaisesti korjattava nykyaikaiselle tasolle.

Puutuvasta lainsäädännöstä ja puuttuvasta suunnitteluohjeistuksesta huolimatta jokainen meistä voi tehdä omalta pieneltä osaltaan jotakin. Ensimmäinen merkittävä muutos on vaihtaa valoa taivaalle vuotavat valaisimet sellaisiin malleihin, joista näin ei pääse tapahtumaan. Valoa tarvitaan vain kulkureiteillä, ei taivaalla.

Toinen merkittävä muutos on se, että valaistaan kulkureitit vain silloin kun niitä käytetään. Tämä tapahtuu helposti liiketunnistimia käyttämällä. Liiketunnistimia voidaan käyttää niin pihapiiristä kuin teillä ja kaduilla. Niinpä yhdyskuntien valaistuksia suunnittelevien henkilöiden pitäisikin laatia suunnitelmansa myös tämä lähtökohta huomioon ottaen.

Turvallisuus

Turvallisuus sisältää monia tekijöitä, mutta niistä tuskin yksikään toteutuu vain valonmäärää lisäämällä. Tämä pätee niin yhdyskuntarakentamisessa kuin yksityisten asumusten alueilla. Pihoissa näkee usein käytettävän aivan liian tehokkaita aluevalaisimia. Useimmissa tapauksissa ne ovat aivan turhia, sillä häikäisevä valonheittäjä muodostaa pimeitä katvealueita, jotka joskus saattavat muodostaa turvallisuusriskin. Näin etenkin keskikaupungilla, joissa useimmat ryöstöt ja muut rikokset tapahtuvat.

Turvallisuus muodostuu myös turvallisesta liikkumisesta ja ympäristön hahmottamisesta. Kulkureittien riittävä valaistus, korkeuserojen tunnistaminen jne. ovat oleellisia tekijöitä, joiden luominen vaatii oikeanlaista valaistusta. Oikea valaistus ei kuitenkaan merkitse kirkasta ja valomäärältään runsasta valaistusta, jotka luovat helposti valosaastetta, vaan se voidaan toteuttaa valosaasteettomasti käyttäen oikeanlaisia valaisimia.

Huomautukset

[1] Satelliiti tunnettiin laukaisun aikana nimellä National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System Preparatory Project (NPP). Satelliitin omistaa United States National Oceanic and Atmospheric Administration eli lyhyemmin US NOAA. Laukaisunsa jälkeen satelliitti nimettiin uudelleen ja siitä tuli Suomi National Polar-orbiting Partnership eli Suomi NPP.

Sana Suomi saattaa tuntua ihmeelliseltä satelliitilta, jolla ei sinällään ole mitään tekemistä Suomen kanssa. Selitys onkin se, että uudelleen nimeämisellä haluttiin kunnioittaa Verner E. Suomi (1915–1995) nimistä meteorologia, joka toimi Wisconsin-Madison yliopistossa.

Verner E. Suomi syntyi Yhdysvalloissa perheensä kuudentena lapsena, lapsia oli kaikkiaan seitsemän. Hänen vanhempansa olivat John ja Anna Suomi, jotka puolestaan olivat muuttaneet Suomesta Yhdysvaltoihin vuonna 1902. Verner E. Suomen ansioihin kuuluu hänen uraa uurtava työnsä satelliittien käytön kehittäminen säähavainnoissa ja ilmatieteellisessä tutkimuksessa.

Verner E. Suomen henkilöhistoriasta voi lukea enemmän


Suomi NPP-satelliitista




sunnuntai 9. huhtikuuta 2017

Trappist-1-planeetat tuskin elämälle kelvollisia

Kaavio Trappist-1-järjestelmästä. Kuva NASA/JPL-Caltech.
Unkarilaisen tähtitieteilijän Krisztián Vida:n[1] johtama tutkija ryhmä on analysoinut hiljattain löydetyn aurinkokuntamme ”sisarplaneettakunnnan”[2] olosuhteita. Havaintoaineisto on Keppler-observatorion K2-vaiheessa kokoamaa mittaustietoa tähden kirkkaudesta.

Analyysin mukaan tähdessä esiintyy voimakkaita flare-purkauksia. Voimakkaimmillaan purkaukset ovat samanlaisia kuin mitä oli Auringossa vuonna 1859 esiintynyt ns. Carringtonin tapahtuma [3]. Purkaukset ovat niin voimakkaita ja niin usein toistuvia, että planeettojen mahdolliset ilmakehät ovat pyyhkiytyneet pois jos niitä olisi edes koskaan päässyt syntymään.

Ainoa mekanismi, joka olisi säilyttänyt ilmakehät, olisi planeettojen voimakas magneettikenttä. Tutkijat päätyivät laskelmissaan, että magneettikenttien pitäisi olla vähintään kymmeniä tai satoja Gausseja. Maapallon magneettikentän voimakkuus on 0,5 Gaussia[4]. Toistaiseksi ei tunneta ainoatakaan mekanismia, millä tavoin kiviplaneetta voisi kehittää näin voimakkaan magneettikentän.

Voimakkaat flare-purkaukset ovat niin yleisiä järjestelmässä, että niitä havaittiin 80 vuorokauden havaintojaksossa tapahtuvan 42 kertaa. Tämä lisäksi tietysti tulevat merkittävästi vähäisemmät flarepurkaukset, jotka tuovat oman lisänsä lähes valonnopeudella kiitävään protonivuohon ja CME -purkausten aiheuttamaan tähtituuleen.

Tutkijat laskevat, että mahdolliselta ilmakehältä kuluisi yhden purkauksen aiheuttaman vaurioista toipumiseen peräti 30 000 vuotta. Purkausten väli oli kuitenkin vain 28 tuntia, jossa ajassa minkäänlaista toipumista ei ehdi tapahtua. Niinpä todennäköisesti Trappist-1-järjestelmän elokehällä olevat planeetat ovat ilmakehättömiä, muistuttaen enemmän Merkuriusta kuin Maata.

Huomautukset

[1] Konkoly Observatorio (Unkari).

[2] Trappist-1 tähtikunta sijaitsee noin 39 valovuoden etäisyydellä aurinkokunnastamme Vesimiehen tähdistössä. Tähti on punainen kääpiötähti, spektriluokaltaan M8V ja sen massa on 0,08 M eli se on juuri sillä rajalla, että se kykenee ylläpitämään vedyn fuusiota ytimessään. Tähden efektiivinen lämpötila on vain 2550 K, sen säteilyvoimakkuus on 0,04 % Auringon säteilymäärästä ja tähden ikä on alle miljardi vuotta.

Aurinkokunnan kaltaiseksi järjestelmän tekee sen löydetyt seitsemän planeettaa, joista kolmen kiertorata on ns. elämän vyöhykkeellä. Näiden kolmen (c, d ja e) planeetan laskennallinen lämpötila on sellainen, että vesi voi esiintyä niiden pinnalla nestemäisenä. Kaikki havaitut planeetat kuitenkin kiertävät tähteään niin lähellä, että niiden pyöriminen on täytynyt vuorovesilukkiutua kiertoaikaan, toisin sanoen planeettojen sama puoli on aina suuntautunut tähteen.

Trappist-1 järjestelmä löysivät belgialaiset Michaël Gillon, Emmanuël Jehin (Institut d’Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège) + al syksyllä 2015 ja löytö julkistettiin toukokuussa 2016 Nature-tiedejulkaisussa . Artikkelin verkkoversio http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1615/eso1615a.pdf

[3] kts. artikkeli ” Auringossa piilee vaara” http://avaruusmagasiini.blogspot.fi/2014/05/auringossa-piilee-vaara.html

[4] Vaihteluväli on paikasta riippuen 0,2–0,6 Gs (Gaussia, 20 000 – 60 000 nT).







lauantai 8. huhtikuuta 2017

Vesihöyryilmakehä Gliese 1132b:llä

Eksoplaneettoja havaitaan ja löydetään hyvin
usein ylikulkumenetelmällä. Menetelmässä
havaitaan tähden kirkkautta ja sen
himmeneminen kertoo planeetan menneen
tähden ja meidän näkölinjalle. Menetelmä
on hyvin yksinkertainen ja mahdollistaa myös
harrastajien tehdä eksoplaneettojalöytöjä tai -havaintoja.

Kuva ESO/L. Calçada.
Tutkijat[1] ovat havainneet kuumasta vesihöyrystä koostuvan ilmakehän eksoplaneetalta Gliese 1132b:ltä. Tähti ja sen planeetta sijaitsevat 39 valovuoden etäisyydellä Purjeen tähdistössä. Havainto on sikäli merkittävä, että tämä oli ensimmäinen kerta kun ilmakehä havaittiin Maan kaltaisella planeetalla. Itse tähti on pienimassainen punainen kääpiötähti[2], jollaiset ovat yleisiä ja hyvin usein niitä kiertää Maan kaltaisia planeettoja.

Planeetan säde[3] on noin 1,4×RÅ, massa 1,6×MÅ ja lämpötila noin 370 °C. Tällaisissa olosuhteissa vesi on höyryä. Ilmakehä havaittiin olevan suurempi infrapunaisen aallonpituudella tehdyissä havainnoissa kuin muilla havaituilla aallonpituuksilla[4][5]. Yllättävä havainto selittyy sillä, että vesihöyry imee itseensä infrapunaisen säteilyn ja peittymishavainnoissa se näyttäytyy suurempana kuin ilmakehän läpäisevillä aallonpituuksilla.

Havainto on lajissaan merkittävä myös sen vuoksi, että aikaisemmin ilmakehähavaintoa on tehty vain planeetoilta, joiden massa on vähintään yhdeksänkertainen maapalloon verrattuna. Myös Jupiterin kaltaisilla jättiläisillä on usein havaittu olevan ilmakehä.

Huomautukset

[1] Tutkimusryhmää johti astronomi John Southworth Keelen yliopistosta (Iso-Britannia). Tutkimus julkaistiin The Astronomical Journal -tiedejulkaisussa 31.3.2017. Tutkimusryhmään kuuluivat Southwowrth’in lisäksi Luigi ManciniNikku MadhusudhanPaul MollièreSimona Ciceri, ja Thomas Henning.

[2] Tähden säde on 0,255×R, tähden spektriluokka on M3.5D

[3] Tutkimuksessa selvisi, että planeetan kivipinnan säde on 1,375×RÅ ja ilmakehän säde 1,43×RÅ. Kiertoaika tähden ympäri on noin 1,6 vuorokautta ja radan etäisyys tähdestä on noin 1,4 miljoonaa km. Lyhyestä etäisyydestä johtuen planeettaan kohdistuu 19-kertainen säteilyvoimakkuus Maapalloon verrattuna.

[4] Havaittuja aallonpituuksia oli kaikkiaan seitsemän näkyvän valon ja infrapunaisen valon aallonpituuksilla.

 [5] Havainnot tehtiin ESOn 2,2 metrin MPG-teleskoopilla, joka sijaitsee Chilessä.


Kuva ESO/L. Calçada