torstai 13. kesäkuuta 2024

OJ 287 – Mustan aukon mysteeri avautuu

Tähtitieteilijöiden vuosikymmeniä kestänyt työ on tuonut valoa yhteen avaruuden suurimmista arvoituksista: OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttäytymiseen. Tämä kaukainen blasaari (musta aukko) on herättänyt huomiota poikkeuksellisen ja säännöllisten kirkkausvaihteluiden vuoksi, jotka ovat nyt selittyneet mustan aukon kiertoliikkeellä paljon massiivisemman mustan aukon ympäri.

Havainnekuva OJ-287 järjestelmästä. Pienemmän musta aukon radan periheli kiertyy voimakkaasti, joka aiheuttaa muutoksia isomman musta aukon kertymäkiekon välähdysten (kuvassa flare) aikatauluun riippuen siitä, missä osassa rataa läpäisy tapahtuu. Viimeisten vuosikymmenien aikana tehdyt havainnot kuitenkin ovat auttaneet tutkijoita määrittämään radan muodon ja perihelikiertymän määrän, joten tulevat kirkastumiset voidaan ennakoida hyvin, jopa muutaman tunnin tarkkuudella. Kuva NASA/JPL-Caltecg/Scot Shutterland.

 

OJ 287:n suurempi musta aukko, jonka massa on yli 18 miljardia kertaa Auringon massaa, on kertymäkiekon (tiheää kaasua ja plasmaa) ympäröimä. Tätä jättiläistä kiertää toinen pienempi musta aukko, jonka massa on noin 150 miljoonaa kertaa Auringon massaa. Kaksi kertaa joka 12. vuosi pienempi musta aukko syöksyy suuren kertymäkiekon läpi, mikä aiheuttaa valon välähdyksen, joka on kirkkaampi kuin biljoona (1012) tähteä.

Vuonna 2015 Spitzer-teleskooppi havaitsi OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttämällä infrapunateleskooppiaan, joka pystyi havaitsemaan kaukaisen valon välähdyksen. Tämä välähdys oli merkki siitä, että pienempi musta aukko oli syöksynyt suuremman mustan aukon ympäröivän kaasulevyn läpi. Havainto oli onnekas, koska OJ 287 oli tuolloin Maasta katsottuna Auringon takana, mikä teki siitä näkymättömän maanpäällisille havaintolaitteille. Spitzer oli kuitenkin Aurinkoa kiertävällä radalla sellaisessa asemassa, että havaintoja voitiin tehdä.

Turkulaiset tutkijat, johtajanaan Aimo Sillanpää, olivat 1980-luvulla ensimmäisiä, jotka esittivät, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat binäärisestä mustan aukon järjestelmästä. Heidän työnsä on ollut perustavanlaatuinen OJ 287:n ymmärtämisessä ja on auttanut kehittämään malleja, jotka ennustavat mustien aukkojen välisten vuorovaikutusten aiheuttamia kirkkausvaihteluita.

TESS-observatorio (Transiting Exoplanet Survey Satellite) on tehnyt merkittäviä havaintoja OJ 287 -galaksin mustasta aukosta. Vuonna 2021 TESS havaitsi ensimmäistä kertaa suoraan pienemmän mustan aukon. Tutkijat ovat jo pitkään epäilleet, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat kahden mustan aukon vuorovaikutuksesta. TESS:n havainnot vahvistivat tämän teorian, kun se tarkkaili galaksin kirkkautta ja havaittu valon välähdys paljasti pienemmän mustan aukon olemassaolon.

OJ 287 on erityisen kiinnostava musta aukko useista syistä. Se sisältää kaksi massiivista mustaa aukkoa, jotka muodostavat harvinaisen binäärisen järjestelmän. Se tuottaa säännöllisiä valon välähdyksiä noin 12 vuoden välein, mikä on ollut arvoitus tähtitieteilijöille vuosikymmenien ajan. Välähdyksen kirkkaus on moninkertainen koko Linnunradan kirkkauteen verrattuna.

OJ 287 on ehdokas nanohertsin gravitaatioaaltoja lähettäväksi supermassiiviseksi mustan aukon binäärijärjestelmäksi, mikä tekee siitä tärkeän kohteen gravitaatioaaltojen tutkimuksessa. Gravitaatioaallot ovat avaruuden kaarevuuden aaltoja, jotka syntyvät massiivisten kappaleiden, kuten mustien aukkojen tai neutronitähtien, kiihtyvästä liikkeestä. Albert Einstein ennusti niiden olemassaolon vuonna 1916 yleisen suhteellisuusteorian pohjalta. Gravitaatioaaltojen havaitseminen on tärkeää, koska ne tarjoavat ainutlaatuisen tavan tutkia avaruuden äärimmäisiä ilmiöitä, kuten mustien aukkojen yhdistymisiä, neutronitähtien törmäyksiä ja maailmankaikkeuden alkuvaiheita.

OJ 287:n mustien aukkojen liikkeen mallintaminen on mahdollistanut ennusteiden tekemisen näiden välähdysten ajankohdista hyvin tarkasti, mikä tukee käsitystä siitä, että niiden liike tuottaa gravitaatioaaltoja. Tämä tekee OJ 287:stä parhaan ehdokkaan supermassiivisen mustan aukon parin havaitsemiseksi, joka lähettää gravitaatioaaltoja.

Tutkimus OJ 287:n osalta jatkuu, ja jokainen uusi havainto tuo meidät lähemmäksi ymmärrystä siitä, miten universumi toimii sen kaikkein mystisimmillä tasoilla. Tänä päivänä Turun yliopiston professori Mauri Valtosen johtamien tutkijoiden panos on ollut merkittävä tähtitieteen alalla ja heidän työnsä jatkuu edelleen tärkeänä osana OJ 287:n tutkimusta. Tämä tarina on esimerkki siitä, miten pitkäjänteinen tutkimustyö voi valaista avaruuden syvimpiä salaisuuksia.

 

 

tiistai 11. kesäkuuta 2024

Maapallo saattoi olla suorassa kosketuksessa tähtien välisen aineen kanssa miljoonia vuosia sitten

Uusi tutkimus ehdottaa, että Maapallo on saattanut olla suorassa kosketuksessa kylmän, tiheän tähtien välisen aineen kanssa noin 2-3 miljoonaa vuotta sitten. Tämä olisi tapahtunut, kun Aurinkokunta kulki paikallisen kylmien pilvien nauhan (LRCC) läpi, joka sijaitsee Ilveksen tähdistössä.

Tutkijat Bostonin yliopistosta ja Harvard Radcliffe Instituutista ovat julkaisseet tutkimuksen, jossa he esittävät, että Maapallo on saattanut olla suorassa kosketuksessa kylmän, tiheän tähtien välisen aineen kanssa noin 2 – 3 miljoonaa vuotta sitten. Tämä olisi tapahtunut, kun Aurinkokunta kulki paikallisen kylmien pilvien nauhan (LRCC) läpi.

Havainnekuva Auringon kulusta tähtivälisen kylmän vetypilven läpi. Kuvan on luonnut Copilot AI. Kuva © Kari A Kuure
 

Tutkimuksessa käytettiin huipputeknologista simulaatiota heliosfäärin (Auringon tuottama kupla) kutistumisesta 0,22 au:n mittakaavaan, mikä on paljon pienempi säde kuin Maan kiertoradalla Auringon ympäri. Tämä olisi altistanut Maapallon suoraan kosketukseen tiheän tähtien välisen aineen kanssa (neutraali vety + metalleja), jonka tiheys oli noin 3 000 cm−3.

Tällainen skenaario sopii yhteen geologisen todistusaineiston kanssa, joka on peräisin 60Fe- ja 244Pu-isotoopeista. Pilven läpi kulkeminen ja siihen liittyvä lisääntynyt galaktinen kosminen säteily olisi voinut vaikuttaa merkittävästi Maan ilmakehään ja ilmastoon.

Tutkimuksen johtaja, astrofyysikko Merav Opher uskoo, että Auringon sijainti avaruudessa saattaa muokata Maan historiaa enemmän kuin aiemmin on ajateltu. Hänen mukaansa tämä paperi on ensimmäinen, joka kvantitatiivisesti osoittaa, että Aurinko on kohdannut jotain Auringon ulkopuolella olevaa, joka olisi vaikuttanut Maan ilmastoon.

--

Tämä tiivistetty artikkeli ja havainnekuva ovat tehty tekoälyavusteisesti! Jos haluat tarkempia tietoja, lue alkuperäinen tutkimusraportti, linkki on tekstissä. Voit kommentoida mitä pidät lopputuloksesta?

 

sunnuntai 2. kesäkuuta 2024

Uusi kaukainen galaksi havaittiin JWST:lla

Uusi, kaukainen – mutta ei varmastikaan kaukaisin – galaksi havaittiin James Webb avaruusteleskoopilla. Professori Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Piazza dei Cavalieri 7, I-56126 Pisa, Italy) johtama tukijaryhmä määritteli havaitun valon lähteneen (z = 14,32) noin 290 miljoonan vuoden ikäisestä maailmankaikkeudesta. Tällä hetkellä se on siis kaukaisin havaittu galaksi. Raportti tutkimuksesta on julkaistu Cornell yliopiston ylläpitämässä arXiv-julkaisupalvelussa ennen varsinaisen paperiversion julkaisemista.

Tuhansien pienten, eri muotoisten ja väristen galaksien kenttä avaruuden mustalla pohjalla. Kirkas etualan tähti, jossa on diffraktiopiikkejä, on vasemmassa alakulmassa. Keskustan lähellä pieni valkoinen laatikko hahmottaa alueen ja kaksi diagonaalista viivaa johtavat suurempaan laatikkoon oikeassa yläkulmassa, mikä suurentaa tämän alueen näkymää. Laatikon sisällä on banaaninmuotoinen möykky, joka on toisesta puolesta sinertävän punainen ja toisesta puoliskosta selvästi punainen. Nuoli osoittaa punaisempaan osaan ja on merkitty (JADES GS z 14 0.) 

Kuva: NASA, ESA, CSA, STSCI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)


Tutkijat arvioivat, että JWST:llä pystytään havaitsemaan galakseja, jotka ovat vain 1/10 galaksin JADES–GS–z14–0 kirkkaudesta (Muv=20.81±0.16). Tästä voidaan päätellä, että jossakin vaiheessa lähitulevaisuudessa havaitaan galaksi, josta tuleva valo on peräisin vieläkin varhaisemmasta maailmankaikkeudesta.

Uutinen tässä havainnossa ei kuitenkaan ole galaksin etäisyys, vaan se mitä galaksista on mitattu. Tärkein löytö lienee hapen runsas esiintyminen galaksissa. Tämä tarkoittaa sitä, että galaksista lähtenyt valo on peräisin ensimmäisten (ei kuitenkaan aivan ensimmäisen) sukupolvien tähdistä. Hapen olemassaolo kertoo valon lähteeksi tähdet (mustien aukkojen kertymäkiekkojen lisäksi). Mustat aukot ovat tavallisempia ja usein yksinomaisia valonlähteitä varhaisen maailmankaikkeuden galakseissa.

Tutkijoiden antaman lausunnon mukaan he ihmettelevät sitä, kuinka nopeasti tällainen tähdistä koostuva galaksi on täytynyt syntyä? Vastaus lienee siinä, että ensimmäisten sukupolvien tähdet ovat hyvin massiivisia ja niiden evoluutio super- tai hypernoviksi kestää vain muutaman miljoonan vuoden verran. Galaksi on hyvin pieni, vain noin 1 600 valovuotta halkaisijaltaan ja massaa sillä on useita satojamiljoonia auringonmassoja.

 

maanantai 27. toukokuuta 2024

Toukokuun suuri aurinkomyrsky

Toukokuussa (2024) koettiin voimakas geomagneettisen myrsky viikonloppuna lauantain ja sunnuntain (11./12.) välisenä yönä. Vaalealla kevätyöntaivaalla nähtiin loistavat revontulet laajasti Pohjois-Euroopassa ja Keski-Euroopan pohjoisosassa. Taivaanvahtiin tehtiin kaikkiaan 32 ilmoitusta havaituista revontulista, joista pohjoisin oli Puolangalta (Oulun korkeudella) ja eteläisin Hollannista.

Pohjois-Amerikassa hienoja revontulia nähtiin ainakin Uticassa (Ohio), Floridassa (24.7° N), Meksikon Mazatlanissa (23,2° N) ja niinkin etelässä kuin Puerto Ricossa (18.1° N). Spaceweather.com -sivuston mukaan edellisen kerran Puerto Ricossa on nähty revontulia vuonna 1859 (Carringtonin tapahtuma) ja 1921.

Afrikassa havaittiin revontulia (Aurora Australis) useammassa paikassa, eteläisimmät havainnot tehtiin Namibiassa Harm Hakosissa (22,5° S) ja Etoshan kansallispuistossa (18,9° S). Myös Etelä-Afrikassa Kapkaupungissa (32° S) nähtiin revontulia.

Alle 30° leveyspiireillä revontulet ovat todella harvinaisia, sillä viimeisen viidensadan vuoden aikana niitä on nähty varmuudella vain kaksikymmentä kertaa. Matalilla leveysasteilla revontulien väri on aina punainen, sillä näkyäkseen revontulien täytyy esiintyä korkealla ionosfäärissä, jossa syntyy vain punaisia revontulia.

Kuten tunnettua, revontulet ovat seurausta Auringossa tapahtuvista purkauksista, joiden synnyttämät plasmapilvet (CME) törmätessään maapallon magneettikenttään. Tämän seurauksena sähkövaratut hiukkaset (protonit ja elektronit) pääsevät osittain tunkeutumaan maapallon magneettikenttään aiheuttaen magneettisen myrskyn.

Toukokuun myrskyn huippuhetket sijoittuivat siis toukokuun 11./12. päivien väliselle yölle, mutta se oli kuitenkin vain pitkän kehityksen huipentuma. Tapahtumat Auringossa alkoivat jo noin viikkoa aikaisemmin, aluksi heikompina mutta voimistuen ajan kuluessa.

Seuraavassa käsittelen näitä tapahtumia vuorokausi vuorokaudelta ja kaikki ajat ovat UTC aikoja. Jos haluat muuttaa ne Suomen kesäajaksi (EEST), lisää kolme tuntia UTC-aikaan.

Jokaiselle vuorokaudelle olen merkinnyt myös planetaarisen K-indeksi (Kp) maksimiarvon, joka kuvastaa yhteismitallisesti eri magneettisilla mittausasemilla havaittuja magneettisia häiriöitä. Kun Kp-indeksi saavuttaa arvon 5, puhutaan alimman tason magneettisesta myrskystä (G1). Jokainen seuraava askel (G2–G9) on voimakkuudeltaan kymmenkertainen edelliseen verrattuna.

Maata kohti joko suoraan tai osittain tapahtuvat CME (koronaalinen massapurkaus tai lyhyemmin koronamassapurkaus) on Auringosta irtoavia plasmapilviä. Ne ajautuvat Auringosta poispäin ja silloin tällöin niiden suunta on osittain tai suoraan kohti maapalloa. Silloin niitä kutsutaan haloCME-pilviksi. Pilven näkymiskulma ilmoitetaan roomalaisilla numeroilla II – IV: kun näkymiskulma on (II) >90°, (III) >180° ja (IV) >270°. CME-pilvet voivat mennä myös meistä poispäin ja silti sen näkymiskulmat ovat samoja. Kummasta suunnasta on todella kysymys, on hieman vaikea selvittää alkuvaiheen havainnoista ainakin joissakin tapauksissa.

Monissa lähteissä pilkkuryhmien numerointi on lyhennetty siten, että kirjaimet AR (Active Region) on pudotettu pois. Tämä ei sinällään aiheuta mitään ongelmaa, sillä pilkkuryhmiä syntyy aina vain aktiivisilla alueilla. Numerointi aloitettiin 5.tammikuuta 1972 ja 10 000 aktiivisen alueen määrä saavutettiin kesäkuussa 2000. Tämän jälkeen numerointia jatkettiin edelleen nelinumeroisina, vaikkakin todellisuudessa jokaisen numeroon pitäisi siis lisätä luku 10 000. Siispä AR 3663 onkin AR 13663.

Toukokuun aurinkomyrskyn molemmat aiheuttaja ovat tässä kuvassa. Ylhäällä oikealla on pilkkuryhmä AR 3663 ja keskellä AR 3664. Kuvan ottohetkellä pilkkuryhmä 3663 ei vielä aloittanut X-luokan purkausta, mutta muutaamaa minuuttia myöhemmin näin tapahtui. Kuva © Kari A. Kuure.


Toukokuun 2024 aurinkomyrskyn päivittäiset tapahtumat

Keskiviikko 1. toukokuuta (Kp4-)

Pilkkuryhmä AR 3663 (b-g) on ilmaantunut (N27E25) Auringon pinnalle. Sen koko on tässä vaiheessa 60 miljoonasosaa (ppm) Auringon meille näkyvästä pinnasta. Pilkkuryhmä on jo tässä vaiheessa aktiivinen ja tuotti ensimmäisen M1.8-luokan flarepurkauksen useiden C-luokan purkausten lisäksi.

Myös pilkkuryhmä AR 3664 (b) on kiertynyt Auringon itäreunalta näkyviin (S18E64). Sen koko on 40 ppm, sen aktiivisuus on matala, näkyviä flarepurkauksia ei ole havaittu tämän vuorokauden aikana.

Kello 6.24 ja 8.24 havaittiin kaksi halo(II)CME -purkausta, joista jälkimmäinen osoittautui erityisen nopeaksi. Sille mitattiin mediaaninopeudeksi 1 838 km/s.

Torstai 2. toukokuuta (Kp7-)

Voimakkaita flarepurkauksia ei tapahtunut. Pilkkuryhmä AR 3663 (b-g) tuotti kello 2.17 M1 -luokan flarepurkauksen. Myös pilkkuryhmä AR3663 (b) tuotti M2.7 -luokan purkauksen. Magneettinen myrsky sattui Euroopassa iltapäivään.

Perjantai 3. toukokuuta (Kp4)

Pilkkuryhmässä AR 3663 (b-g-d) tapahtui X1.6 -luokan flarepurkaus, joka saavutti maksiminsa kello 2.22. Tämä purkaus tuotti koronamassapurkauksen, jonka odotettiin saapuvan maapallon lähiavaruuteen seuraavan vuorokauden aikana. Suurin osa pilvestä kuitenkin suuntautui ekliptikan pohjoispuolelle, joten pilvi ei aiheuttanut merkittäviä vaikutuksia maapallon magneettikentässä (Kp4+). Ennuste tehtiin G1-luojan magneettiselle myrkylle, joka saavutettiinkin (Potsdam Kp5+/Ap 56, NOAA Kp5) 6. toukokuuta kello 0h–3h välisenä aikana.

Lauantai 4.toukokuuta (Kp3)

Kello 6.02 käynnistyi jälleen pilkkuryhmässä AR 3663 (b-g-d) flarepurkaus, joka saavutti maksiminsa M9.13 kello 6.19. Purkaus oli ohi kello 6.30. Vielä saman vuorokauden aikana pilkkuryhmässä tapahtui toinenkin voimakas M9.1 -luokan purkaus, jonka maksimi oli kello 23.48.

Sunnuntai 5. toukokuuta (Kp4+)

Edelleen aktiivinen AR 3663 (b-g-d) tuotti jälleen kaksi voimakasta X-luokan flarepurkausta. Ensimmäinen (X1.32) tapahtui kello 6.01 (maksimi) ja toinen (X1.2) kello 11.54. Sama pilkkuryhmä tuotti useita pienempiä purkauksia tämän vuorokauden aikana. Samaan aikaan hieman uudempi mutta samankokoinen pilkkuryhmä AR 3664 (b-d) osoitti aktiivisuuden kasvua, tuottaen useita M-luokan purkauksia.

Kello 17.12 havaittiin halo(II)CME -purkaus, jonka mediaaninopeudeksi mitattiin 500 km/s.

Maanantai 6. toukokuuta (Kp5+)

Jo aktiiviseksi osoittautunut pilkkuryhmä AR 13663 (b-g-d) tuotti kello 6.35 voimakkaan X4.52-luokan flarepurkauksen. Tämä purkaus oli kolmanneksi voimakkain tällä auringonpilkkujaksolla tähän mennessä, mutta se onnistui tuottamaan CME-pilven, jonka suunta oli voimakkaasti pohjoiseen pois ekliptikasta. Näin ollen tällä CME:llä ei ollut vaikutuksia maapallon lähiavaruuden avaruussäähän. Magneettinen myrsky saavutti voimakaiman vaiheen aamuyöllä.

X4.5 -luokan flarepurkaus on voimakkaimmillaan juuri kuvanottohetkellä. Onnea oli siis matkassa, mutta valitetavasti myöhemmät ja voimakkaaimmat flarepurkaukset jäivät kuvaamatta ulkomaanmatkan vuoksi. Kuva © Kari A. Kuure.

Tiistai 7. toukokuuta (Kp3-)

Tämä vuorokausia näytti olevan välipäivä voimakkaiden purkausten sarjassa. Sen sijaan Auringossa tapahtui useita (yksitoista) M-luokan purkauksia, jotka kaikki tapahtuivat AR 13663 (b-g-d) pilkkuryhmässä.

Keskiviikko 8. toukokuuta (Kp2)

Molemmat pilkkuryhmä, AR 3663 (b-g) ja AR 3664 (b-g-d) tuottivat yhden X -luokan flarepurkauksen ja niiden lisäksi lukuisia M -luokan purkauksia. Näiden lisäksi havaittiin X1.02 -luokan purkaus, mutta sen sijaintia ei ole jostakin syystä ilmoitettu, vaikka se on ilmi selvästi pilkkuryhmä AR 3664.

Kello 3.24 havaittiin halo(II)CME -purkaus, jonka mediaaninopeus oli 477 km/s ja kello 19.24 jälleen halo(II) CME, jolle mitattiin mediaaninopeudeksi 434 km/s. Vielä kolmaskin halo(II)CME havaittiin kello 21.39 ja sen nopeudeksi mitattiin 563 km/s.

Torstai 9. toukokuuta (Kp2+)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti räväkästi X2.2 -luokan flarepurkauksen kello 9.13. Sen jälkeen tapahtui useita pienempiä purkauksia, kunnes kello 17.44 tapahtui X1.1 -luokan purkaus. AR 3663 pilkkuryhmä tuotti ainoastaan yhden M -luokan purkauksen. Tässä vaiheessa ennustettiin seuraaville vuorokausille voimakasta magneetista myrskyä.

Kello 9.24 havaittiin halo(II)CME, jonka nopeus oli 1359 km/s. Tämä ja kolme edellistä CME-pilveä oli ne, joita odotettiin viikonlopuksi ja jotka mitä ilmeisemmin aiheuttivat epätavallisen voimakkaan magneettisen myrskyn.

Perjantai 10. toukokuuta (Kp9-)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti jälleen yhden X3.98 -luokan flarepurkauksen muta useita M -luokan purkauksia. Magneettinen myrsky alkoi iltapäivällä Kp-indeksi noustessa nopeasti Kp4– arvosta Kp8– arvoon muutamassa tunnissa. Myrsky kiihtyi Potsdamin mittausten mukaan Kp9– (G5) ja NOAAn mittauksissa Kp9.

Kello 7.12 havaittiin halo(II)CME, jonka nopeudeksi mitattiin 679 km/s.

Lauantai 11. toukokuuta (Kp9)

Tänäkin päivänä vain AR 3664 (b-g-d) oli hyvin aktiivinen ja tuotti X5.89 -luokan flarepurkauksen. Geomagneettiken myrsky saavuttu ankaran myrskyn tason (G5). Aurinkotuulen nopeus oli huipussa 993 km/s kello 11.33, IMF kentän voimakkuus oli 73 nT ja Bz -komponentti -50 nT kello 00.48. Magneettinen myrsky riehui koko vuorokauden vain vähän laantuen. Voimakkaimmat lukemat Potsdamissa (Kp9) mitattiin vuorokauden vaihtuessa, josta arvosta tultiin alaspäin (Kp8–) seuraavan vuorokauden alkuun mennessä.

Harvinainen halo(IV)CME havaittiin kello 2.36 ja sille mitattiin mediaaninopeus 1420 km/s. Kaikkein nopeimmat pilven osien nopeudet kohosivat 2015 km/s. Kello 17.24 havaittiin halo(II) CME , jolle mitattiin nopeus 520 km/s.

Sunnuntaina 12. toukokuuta (Kp7)

Pilkkuryhmien huippuaktiivisuus näyttää hieman laskeneen, sillä tänäänkin vain AR 3664 tuotti X1.02 -luokan flaren ja lukuisia M -luokan purkauksia. Magneettinen myrsky (G5) jatkui, aurinkotuulen nopeuden ollessa maksimissaan 1 005 km/s kello 00.55. Magneettinen myrsky jatkui vaikkakin jo selvästi heikompana kuin edellisen vuorokauden aikana. Potsdamissa tehdyt mittaukset saavuttivat Kp7 -lukeman aamun tunteina laantuen päivän ajaksi ja uudelleen kohoten lukemaan Kp6+ vuorokauden päättyessä.

Kello 3.48 havaittiin halo(II) CME , jonka nopeudeksi määritettiin 452 km/s

Maanantai 13. toukokuuta (Kp6)

Pilkkuryhmien aktiivisuus oli tänään hyvin maltillisella tasolla, yksikään ei tuottanut X -luokan flarepurkausta. Geomagneettinen myrsky oli laantumassa. Magneettinen myrsky jatkui edelleen ja aamupuolella Potsdamissa saavutettiin huippulukema Kp6. Tämä oli viimeinen vuorokausi tälle magneettiselle myrskylle.

Kello 9.24 ja 10.12 havaittiin halo(II) CME:t joille mitattiin nopeudet 892 ja 657 km/s

Tiistai 14. toukokuuta (Kp2+)

Pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti ennätys voimakkaan flarepurkauksen kello 16.51. Sille mitattiin X8.79 voimakkuus. Tämä tapahtui viime hetkellä, sillä pilkkuryhmä oli jo siirtymässä Auringon näkyvän länsireunan taakse. Sama pilkkuryhmä tuotti kaksi muutakin X-luokan flarea: kello 2.09 purkauksen voimakkuus oli X1.72 ja kello 12.55. voimakkuus oli X1.2.

Kello 4.36 ja 10.12 havaittiin halo(II) CMEt, joille mitattiin mediaaninopeudet 553 km7s ja 473 km/s.

Kello 17.36 havaittiin yhtä aikaa kolme CME-purkausta, joista yksi oli halo(II) -tyyppiä ja sille mitattiin nopeudeksi 892 km/s.

Toukokuun 2024 aurinkomyrskyn voimakkain flarepurkaus tallentui NASAn SDO aurino-observatorion AIA 131 -kameraan. Kuvassa oleva kohina johtuu energiste hiukkasten törmäämisestä kamran kuvasensoriin. Kuva NASA/SDO/AIA 131.

Keskiviikko 15. toukokuuta (Kp3)

Edelleen pilkkuryhmä AR 3664 (b-g-d) tuotti X3.48 -luokan flarepurkauksen ja uutena tulokkaana pilkkuryhmä AR 3685 (b-g) tuotti X2.9-luokan flaren ollessaan edelleen Auringon itäreunan takana. Numeron pilkkuryhmä sai vasta vuorokautta myöhemmin.

Kello 17.36 havaittiin halo(IV), jolle mitattiin nopeudeksi 687 km/s.

Tästä eteenpäin niin Auringon aktiivisuus kuin maapallon magneettinen toiminta laantui tavanomaiselle tasolleen.

Vertailua

Tutkijat ovat verranneet tätä toukokuun 2024 myrskyä Halloween 2003 myrskyyn. Monilla mittareilla arvioituna näyttääkin siltä, että nyt koettu myrsky oli hivenen voimakkaampi näistä kahdesta, vaikka tämä arvio riippuu siitä, mitä tekijää kutkin tutkija arvottaa eniten. Esimerkiksi myrskyindeksi (Dst) saavutti varhain 11. päivänä lukeman –412 nT. Halloween 2003 aikana myrskyindeksin huippuja oli useita: 29.10. –353 nT ja 30.10 lukema oli –385 nT. Viimeisin myrskyindeksi huippulukema –422 nT saavutettiin 19.10. päivän iltana, josta arvosta Toukokuun 2024 myrskyn lukema jäi hiuksen hienosti.

Halloween 2003 myrskyn aiheutti noin X45 -luokan flarepurkaus, kun taas Toukokuun 2024 -myrskyn aiheuttanut purkaus oli voimakkuudeltaan ”vain” X8.7. Molemmissa myrskyissä oli kuitenkin paljon yhteisiä piirteitä, joissa tutkijoilla riittää analysoitavaa pitkäksi aikaa.

Halloween 2003 myrsky voimakkain X45 -flarepurkaus tapahtui AR 10486 pilkkuryhmässä 4.11.2003 kello 19.53. Purkauksen kesto oli kaikkiaan 37 minuuttia, joka pituudessaankin on erityinen. Tavallisesti flarepurkaukset kestävät jonkin verran vähemmän aikaa. Toukokuun 2024 myrskyn voimakkain X-luokan purkauksen kesto oli vain 16 minuuttia. Kaiken kaikkiaan AR 13664 tuotti ainakin 10 X-luokan flarepurkausta.

Kuten edellä olevasta päivittäisestä tapahtumaluettelosta selviää, Toukokuun 2024 aurinkomyrsky oli kahden viikon hyvin epätavallisen Auringon aktiivisuusjakson huipentuma. Tämä sama piirre oli havaittavissa Halloween 2003 myrskyn kohdalla. Myrskyn aktiivisuus alkoi silloin jo lokakuun 13. päivänä (2003) ja jatkui marraskuun alkuun keskeytyksettä. Marraskuun alussa oli pari vuorokautta hieman rauhallisempaa kunnes 4.11. tapahtui tämä suurin satelliittimittausten aikana tapahtunut X45-luokan flarepurkaus. Auringon aktiivisuus ja maapallon magneettinen myrskyäminen jatkui voimakkaimman purkauksen jälkeenkin vielä pitkään, sillä vasta marraskuun 24. päivän aikana saavutettiin jonkinlainen ajankohdan normaali tila.

Julkisuudessa on esitetty huolestuneita arvioita siitä, kuinka hyvin nykyinen inframme kestää voimakkaat aurinkomyrskyt. Toukokuun 2024 aurinkomyrsky oli varmasti hyvä harjoitus joskus tulevaisuudessa tapahtuvalle, vieläkin voimakkaammalle aurinkomyrskylle, milloin se sitten tuleekin. Nyt suurimmat haitat näyttävät aiheutuneen lähinnä HF-radioliikenteelle yhteyskatkosten muodossa. Pahimmillaan radioliikenne häiriintyi arktisen alueen lisäksi Pohjois- ja Etelä-Amerikan alueella. Aurinkomyrsky oli niin pitkäkestoinen, että muuallakin varmasti koettiin ongelmia radioyhteyksissä.

Muista häiriöistä tai laiterikoista ei ole kerrottu medioissa ainakaan sellaisessa muodossa, että ne olisivat osuneet silmiini. Voidaan tietysti olettaa, että jonkin satelliitin toimintahäiriö ei ole sellainen uutinen, joka nostetaan etusivun otsikoihin. Edelleen, uutinen ei ole lainkaan se, että jonkin sähkölaitoksen verkkohäiriö olisi esiintynyt aurinkomyrskyn aikana. Vai voisiko tästä tehdä sellaisen päätelmän, että voimakkaidenkin aurinkomyrskyjen kanssa on opittu elämään ainakin jossakin määrin? Ehkä!

lauantai 27. huhtikuuta 2024

Marsin ”hämähäkit” ilmaantuvat keväisin

Marsissa on samankaltaiset vuoden aja kuin maapallolla. Vuoden pituus on vain lähes kaksinkertainen. Aivan samoin kuin Maassa, Marsissakin vaihtuvat vuodenajat tuovat mukanaan luonnonilmiöitä, joita ei muutoin voi nähdä. Maassa lumi sulaa ja vesistöt vapautuvat jääpeitteestä. Sen sijaan Marsissa ei vastaavaa tapahdu, sillä vettä siellä esiintyy lähes yksinomaan maaperään sitoutuneena jäänä, joka ei sula edes kuumimpaan kesäaikaan joitakin erikoistapauksia lukuun ottamatta.

Marsissa "hämähäkkejä". Ei tietystikään vaan kyse on kaasu- ja pölypurkauksesta Marsin pinnan peittävän hiilidioksidijään läpi. Kuva ESA CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System).

Marsissa maisemaa muuttuva aine on hiilidioksidi. Marsin talven aikana se härmistyy pinnalle jääksi, jonka paksuus voi vaihdella muutamasta sentistä jopa metriin. Kevään saapuessa osa tästä hiilidioksidista haihtuu (sublimoituu) suoraan kaasuksi, nestemäistä vaihetta tässä prosessissa ei ole.

Kaasunmuodostumista ei kuitenkaan tapahdu pelkästään jääpeitteen pinnalla, vaan myös syvemmällä. Hiilidioksidijään sisällä tai alla auringonlämpö haihduttaa hiilidioksidin kaasuksi, joka ei kuitenkaan ensivaiheessa vapaudu ilmakehään. Jääpeitteeseen syntyy kaasutaskuja, joiden paine hiljalleen kasvaa. Lopulta jääkansi antaa periksi ja kaasu pääsee purkautumaan taskusta ulos. Purkaus on niin voimakas, että se tempaa mukaansa maaperän hienojakoista pölyä, joka yleensä on merkittävästi tummempaa kuin hiilidioksidijää.

Marsin hämähäkit esiintyvät keväisin "inka-kaupungiksi" nimetyllä alueella, joissa pintakerrokseen on muodostunut geometrisiä kuvioita. Kuva ESA CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System).

Kaasupurkaus ja siihen sekoittunut pöly muodostavat useita kymmeniä metrejä korkean geysiriä mustuttavan purkauksen, josta pöly laskeutuu suhteellisen nopeasti Marsin pinnalla olevan jään päälle. Kontrastiero on suuri ja avaruudesta nähtynä pöly muodostaa tumman pisteen, joista lähtevät halkeamat jääkerroksessa muodostavat satunnaisia kuvioita. Muodostumat muistuttavat jossain määrin hämähäkkejä, joiksi niitä onkin alettu kutsua.

Oheiset kuvat on ottanut ESAn ExoMars Trace Gas Orbiterissa oleva CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) tutkimuslaitteisto lokakuun 4. päivänä 2020.