Harrastajan tähtitaivas: Huhtikuu 2015

Huhtikuun 20. päivänä Merkurius, Mars ja Kuu yhdessä Venuksen
kanssa muodostavat hienon suoran läntiselle iltataivaalle.

Huhtikuu on selkeästi ensimmäinen kevään kuukausi vaikka etenkin alkukuusta sää voi olla hyvinkin talvinen yöpakkasineen ja lumituiskuineen. Useimmat yöt ovat kuitenkin selkeitä, pakkaslukemat kohtuullisia mutta etenkin lämpimän päivän jälkeen hieman utuisia. Kevyt utu kuitenkin katoaa yön kuluessa ja aamut ovat yleensä ilmakehän läpinäkyvyyden osalta erinomaisia. Huhtikuu on aikaa, jolloin valokuvataan suurella resoluutiolla pienikokoisia tähtitaivaan kohteita.

Aurinko viipyilee horisontin yläpuolella entistä pitempään ja se tietää lyheneviä öitä.  Kuukauden alussa pimeää aikaa on vain viitisen tuntia mutta kuukauden edetessä aika lyhenee nopeasti. Huhtikuun 17. päivän jälkeen Tampereen horisontissa ei enää ole pimeää tähtitaivasta ennen syksyä, joten himmeiden syvä taivaan kohteiden havaitseminen päättyy yksi toisensa jälkeen.

Kuun perigeum (kiertoradan lähin piste)on 17.4. kello 6 ja apogeum (etäisin piste) 1.4. kello 15 ja 29.4. kello 7.  Kuu on eteläisimmillään (-18,3°) 10.4. kello 10 ja pohjoisimmillaan (+18,3°) 23.4. kello 1.

Kuun vaiheet: täysikuu 4.4. kello 15.06, vähenevä puolikuu 12.4. kello 6.47, uusikuu 18.4. kello 21.57 ja kasvava puolikuu 26.4. kello 2.55.

Kuunpimennys on 4.4. , sen täysvarjopimennys alkaa 13.15.30, täydellinen vaihe alkaa kello 14.56.56, saavuttaa maksimin kello 15.00.16 ja päättyy kello 15.04.05. Täysvarjopimennys päättyy kello 16.45.16. Puolivarjopimennys alkaa kello 12.01.06 ja päättyy kello 17.59.28. Pimennys ei näy Suomessa, sillä Kuu laskee kello 6.41 ja nousee horisontista vasta kello 20.26.

Merkurius alkaa näkyä kuukauden puolivälin jälkeen iltataivaalla. Merkuriuksen yläkonjunktio on 9.4. elongaation ollessa vain 0,9°. Planeetan elongaatio kasvaa nopeasti arvoon 19,6° ja se laskee horisonttiin kuukauden lopulla kello 0.04 (1.5.) eli se on horisontin yläpuolella noin 2,5 tuntia. Havaintoikkuna tulisikin käyttää tarkasti hyväksi, sillä se ei aivan pian toistu. Näin hyvää havaintoikkunaa ei tule muutamaan vuoteen.

Merkuriuksen kirkkaus saavuttaa suurimman arvonsa -2^m 10.4., jonka jälkeen se himmenee mutta kohtuullisen hitaasti. Kuukauden lopulla planeetan kirkkaus on -0,3^m. Merkuriuksen kulmahalkaisija on myös aika mukavat 5”–6,8”, vaikkakin vain puolet suurimmasta mahdollista arvosta.

Venus näkyy hyvin iltataivaalla ja laskee horisonttiin vasta puolen yön jälkeen, kuukauden loppupuolella vasta kello 02.30 aikoihin. Venuksen kirkkaus on lähellä -4^m, kulmahalkaisija 14–17 kaarisekuntiin ja elongaatio kasvaa kuukauden aikana 37°:sta 42°:een.

Mars on näkyvissä aika huonosti iltataivaalla ja se laskee horisonttiin parisen tuntia auringonlaskun jälkeen. Tähän aikaan vuodesta se merkitsee sitä, että planeettaa joutuisi havaitsemaan vaalealta taivaalta läheltä horisonttia. Marsin kirkkaus on kuitenkin vain 1,4^m, jolloin sen löytäminen paljain silmin on mahdotonta. Planeetan kulmahalkaisija on alle 4 kaarisekuntia.

Jupiter on edelleen horisontin yläpuolella koko yön. Sen kirkkaus on -2^m tietämillä ja kulmahalkaisija hieman vähenee 41:stä 38 kaarisekuntiin.  Jupiterin kirkkaus on riittävä vaalealta taivaalta havaitsemiseen.

Saturnus on horisontin yläpuolella aamuyön. Planeetan kirkkaus (0,4^m) ei ole suuren suuri, joten havainnot pitäisi keskittää kuukauden alkupuoliskolle. Kulmahalkaisija on noin 18 kaarisekuntia.

Uranus ja Neptunus ovat horisontin yläpuolella vain päiväaikaan. 

Tutustu suomalaiseen tähtitieteen historiaan

Tapio Markkanen

Suomen tähtitieteen historia

Sidottu 269 sivua

ISBN 978-952-5985-26-9

Ursa ry. 2015

Tapio Markkanen on suomalaisille tuttu tieteen popularisoija ja monen Ursan kustantaman kirjan kirjoittaja joko yksin tai yhdessä muiden kirjoittajien kanssa. Näin ollen aloitin kirjan lukemisen mielenkiinnolla – enkä pettynyt. 

Kirja tarjoaa kattavan katsauksen suomalaisen tähtitieteellisen tutkimuksen historiaan, jonka juuret ulottuvat peräti 1400-luvun alkupuolelle asti. Tieteellistä tutkimusta tuolloin ei vielä nykyisessä mielessä ollut, mutta jostakin kaiken on täytynyt alkaa. Siinä mielessä Jacopus Petri Röd oli ensimmäinen suomalainen tähtien tutkija, joka myös luennoin aihepiiriin kuuluvista teemoista.

On hieman vaikea arvioida kuinka hyvin suomalaiset tutkijat tunnetaan ulkomailla, mutta moni suomalainen tutkija on ollut oman aikansa tähtitieteen eturintamassa, jopa aivan kärkipaikoilla. Anders Johan Lexell (1740–1784) 1700-luvulla oli hyvin tunnettu ja menestynyt tutkija jonka nimi muistetaan vieläkin ja onpahan hänen mukaansa nimetty komeetta (D/1770 l1 (Lexell).

Suomen tähtitieteen historia -kirja antaa kattavan kuvan tähtitieteen kehittymisestä niin Suomessa kuin muuallakin maailmassa 1700- ja 1800-luvuilla. Tähtitieteen tutkimus ja opetus keskittyi pitkälti Helsingin yliopistoon sen jälkeen kun observatorio oli saatu rakennettua nykyiselle Tähtitorninmäelle.  Sitä ennen tutkimus ja opetus olivat keskittyneet Turkuun. 

Helsinkiin muutto tapahtui Turun palon (v. 1827) jälkeen. Turun palo ei kuitenkaan tuhonnut Vartiovuorenmäelle vuonna 1819 valmistunutta observatoriota, mutta keisarillisella määräyksellä Kuninkaallinen Turun akatemia siirrettiin Helsinkiin ja nimettiin uudelleen Aleksanterin yliopistoksi. Ennen yliopiston siirtymistä Helsinkiin Turussa oli ehtinyt työskennellä monia nimekkäitä tutkijoita.

Helsingissä kansainväliset tuulet alkoivat puhaltaa ja monen suomalaisen tutkijanura muuttui kansainväliseksi joko Pietarin, Pulkovan, Tarton tai Tukholman observatorioiden kautta. Itse Helsingin yliopiston observatoriorakennus oli valmistuessaan ehkä edistynein observatorio, jonka teknisiä ratkaisuja seurattiin monissa ulkomaisissa observatorioissa.

Yksi merkittävimmistä tutkimushankkeista, mitä Helsingin observatoriossa pystyttiin tekemään, oli Carte du ciel, joka valmistui nopeasti ja tarkkuudeltaan erinomaisena. Helsingin observatorion kuvaustyöt saatettiin loppuun keväällä 1896 ja viimeinen kahdeksanosaisesta tähtiluettelosta julkaistiin vuonna 1937. Helsingissä kartoitustyötä johti professori Anders Donner (1883–1915). Projektiin osallistuneet ulkomaiset observatoriot eivät saavuttaneet Helsingin tasoa, ja osa ei saanut työtään päätökseen kaikessa laajuudessa milloinkaan.

Nykyaikana tähtitieteen tutkimusta ja opetusta annetaan muissakin maamme yliopistoissa. Tunnetuimpia lienee Turun yliopiston Tuorlan observatorio, eikä varmastikaan vähiten avaruustähtitieteen professorin Esko Valtaojan saaman julkisuuden vuoksi. Tähtitieteen opetusta ja tutkimusta harjoitetaan myös Oulun yliopistossa. Molemmat observatoriot saavat oman katsauksensa kirjan loppupuolella.

Markkasen teksti on rauhallisesti ja johdonmukaisesti etenevää, kirjan kuvitus mielenkiintoista ja koko aihepiiri tähtiharrastajille erittäin kiehtovaa. Erityisen mielenkiintoista oli lukea suomalaisen tähtitieteen varhaishistoriasta, jota ei ole juuri aikaisemmissa kirjoissa käsitelty. Jos pidit Tapio Markkasen Helsingin observatorio-kirjasta, et tule pettymään Suomen tähtitieteen historia -kirjaankaan. 

Kari A. Kuure

Kesäajasta jälleen riesaa

Kuva Kari A. Kuure.

Maaliskuun viimeisenä sunnuntaina^[1] siirrytään taas käyttämään kesäaikaa, valitettavasti. Suomalaiset päättäjät eivät ole ottaneet vakavasti eri alojen asiantuntijalausuntoja siitä, että kesäajan käytöstä meille pohjoiseurooppalaisille on vain haittaa, ja erityisesti haittaa terveydelle.

Lukuisat tutkimukset vahvistavat sen, että kesäaika sotkee unirytmin, lisää tapaturmia ja aiheuttaa sydänkohtauksia. Kesäajan arvellaan lisäävän myös mielenterveydellisiä ongelmia ja alentavan koko kansan työtehoa.

Kesäajan käyttöä perustellaan energiansäästöllä, kun ei tarvitse käyttää iltaisin valoja ja illat olisivat valoisia pitempään. Lisäksi kesäaikaa perustellaan työajan aikataulutuksella muun Euroopan kanssa. Jos emme siirtyisi kesäaikaan, eurooppalaiset kumppanimme olisivat töissä pari tuntia myöhemmin ja näin kanssakäyminen ja kauppa vaikeutuisivat.

Räikeämpää potaskaa on vaikea kuvitella kuin nämä perustelut. Pohjois-Euroopassa iltaisin valoa ja auringonpaistetta riittää pitkälle yöhön ja energian säästöä ei lukuisissa tutkimuksissa ole onnistuttu osoittamaan. Työajan ajoituskin on enempi kiinni halusta ja tarpeesta järjestää ne niin, että kanssakäyminen muun Euroopan kanssa onnistuu hyvin helposti.

Meidän vuorokausikäsityksemme perustuu pitkälti aurinkovuorokauteen. Pidämme luonnollisena asiana sen, että keskipäivällä Aurinko on etelässä ja näennäisen vuorokautisen ratansa korkeimmalla kohdalla. Kesäaikaa käytettäessä näin ei ole, vaan suurimmassa osassa Suomea Aurinko on korkeimmillaan pitkällä iltapäivällä, esimerkiksi Tampereella vasta kello 13.30 tietämillä. Tampereelta länteen vasta lähempänä kello 14:sta.

Edellä kerrottu saattaa tuntu omituiselta, mutta näin se valitettavasti on. Tämä johtuu siitä, että maamme sijaitsee suurimmaksi osaksi 30° pituuspiirin länsipuolella (aikavyöhykkeet on määritelty 15° välein pituuspiirien mukaisesti), mutta kuitenkin noudatamme Itä-Euroopan standardiaikaa (talviaikaa), joka puolestaan on GMT-ajasta kaksi tuntia edellä. Euroopassa kellot ovat vain tunnin GMT-aikaa edellä ja näin lähempänä omaa vyöhykeaikaansa.

Ideaalinen tilanne olisi silloin jos Suomi noudattaisi aikaa, joka olisi 1,5 tuntia edellä GMT-aikaa. Silloin aikavyöhyke määrittyisi 22,5° pituuspiirin mukaan. Saattaa tuntua oudolta, että ero olisi vain puoli tuntia Eurooppaan, mutta maapallolta löytyy monia muitakin valtioita, jossa aikaero naapurivaltioihin on puoli tuntia.

Kaupan ja muun elämisen kannalta olisi kuitenkin järkevää siirtyä käyttämään pelkästään Keski-Euroopan aikaa^[2]. Tätä aikaa noudattaisimme myös talvella. Tällöin unirytmimme ei vaihtelisi, olisimme virkeämpiä aamuisin ja etenkin nuorten kouluun suoriutuminen aamuisin olisi kaikin puolin helpompaa. Näin ollen olisimme myös samassa työn ajoitusrytmissä Euroopan kanssa ja pääsisimme ikuisen tuntuisesta ja todella hankalasta ja ikävästä kellojen säätämisiltä.

 Huomautukset 

[1] 29.3.2015 kello 4 (GMT+ 2 h)

[2] GMT+1 h

Satelliitti havaitsi pimennyksen kaksi kertaa

PROBA2-satelliitin kuvaama
pimennys. Kuva ESA.

PROBA2-satelliitti^[1] havaitsi maaliskuun 20. päivänä näkyneen auringonpimennyksen kaksi kertaa. Tämä oli mahdollista koska yhteen kierrokseen PROBA2-satelliitilta kului vain 100 minuuttia ja satelliitin rata vei sen kahdesti Kuun varjoon. Ensimmäinen kerta oli 8.28–8.53 ja toinen kerta 10.24–10.50, molemmat ajat ovat UT aikoja.

 Havainnot satelliitti teki ääriultraviolettikameralla (SWAP) jonka kaistanleveys on vain 17,4 nm. Kuvissa näkyy Auringon korona, jonka lämpötila on noin miljoona Kelviniä. Toinen havaintoihin käyttey instrumentti oli röntgen ja ultravioletti aallonpituuksilla toimiva radiometri (LYRA), jolla mitattiin havaittua valon voimakkuutta.

PROBA2 satelliitti on teknologinen kokeilusatelliitti, jossa on peräti 17 tekniikaltaan uutta menetelmää tai laitetta käytössä. Havaintoinstrumentteja on neljä: SWAP^[2] ja LYRA^[3], joilla havaitaan Aurinkoa ja kaksi satelliitin ympäristön avaruutta havainnoivaa laitetta, jotka tunnetaan lyhenteillä DSLP^[4] ja TPM^[5].

Alla oleva videossa näkyy satelliitin havaitsemat pimennykset:

Huomautukset

Havainnekuva PROBA2-satelliitista. Kuva ESA.

[1] PROBA2 on Euroopan avaruusjärjestön (ESA) mikrosatelliitti, joka laukaistiin avaruuteen 2.11.2009.

[2] SWAP (Sun Watcher using Active Pixel System detector and Image Processing)  on pieni äärimäisen ultraviolettivalon aallonpituuksilla toimiva teleskooppi, jolla tehdään havaintoja alemmasta koronasta.

[3] LYRA (Large Yield RAdiometer) on ultraviolettisäteilyn voimakkuutta mittaava laite. Se käyttää havaintoihin neljää aallonpituuskaistaa. Laite havaitsee myös Auringossa esiintyvät flarepurkaukset.

[4] DSLP (Dual Segmented Langmuir Probe) tekee havaintoja magnetosfäärin plasmasta (ioneista ja elektroneista) sekä plasman tiheyden ja lämpötilan dynaamisista muutoksista jopa sekunnin aikaskaalassa.

[5] TPMU (Thermal Plasma Measurement Unit) mittaa elektronien ja ionien lämpötilaa (nopeutta), hiukkaskoostumusta ja keskittymistä. Näitä tietoja käytetään mm. avaruussään ja ionosfäärin mallintamiseen.

Tutustu meriin

Kai Myrberg, Matti Leppäranta

Meret  – maapallon siniset kasvot

ISBN 978-952-5985-20-7

Nidottu 210 sivua

Ursa ry. 2014

Maapallon pinta-alasta meriä on hieman alle 70 %. Niinpä on yllättävää, että suomenkielellä meristä on kirjoitettu hyvin vähän muuta kuin kaunokirjallista proosaa. Tutkimukset tai populaari tiedekirjat suorastaan loistavat poissaolollaan ja nekin, mitä aikaisemmin on julkaistu, ovat suurimmaksi osaksi niin vanhoja, että niitä ei löydy edes kirjastoista. 

Meret-kirjan tietokirjaluettelosta löytyy vain kaksi alle kymmenen vuotta vanhaa meriin keskittynyttä kirjaa. Internetissä tilanne ei ole lainkaan sen parempi; suomenkielisiä meriä käsitteleviä sivuja on tasan yksi: Ilmatieteenlaitoksen nettisivuilta löytyvä hyvin suppea meret-osio.

Myrbergin ja Leppärannan Meret on mukaansa tempaava sukellus maailman meriin. Hyvin tiiviissä paketissa on valtavasti tietoa merien perusominaisuuksista, virtauksista, jäistä, meren vuorovaikutuksesta ilmakehän kanssa ja elämästä merissä. Luonnollisesti tämänkaltaiseen kirjaan kuuluu merien esittely ja ennen kaikkea eurooppalaisten merien ominaispiirteiden selostaminen, niiden joukossa kotoinen Itämeremme. Osansa kirjassa saavat myös merien aiheuttamat katastrofit ja ilmastonmuutoksen vaikutus meriin, sikäli kuin siitä ylipäätään tiedetään mitään.

Kirja on kuvitettu kauttaaltaan värikuvin ja tekstiä täydentää monenlaiset kaaviot ja taulukot. Kirjassa asiat on jaettu sopiviin, kerralla luettaviin lukuihin, jolloin kirjaan voi tarttua silloin kun on vartti tunti aikaa muilta töiltä. Voin suositella kirjan lukemista niin tähtiharrastajille kuin muullekin lukevalle yleisölle, sillä tämä kirja jos mikään on yleissivistävä tietokirja.

Kari A. Kuure

Dawn-luotain asettui Ceresin kiertoradalle

Ceres maaliskuun 1. päivänä.
Kuva NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Nasan Dawn-luotain on asettunut kääpiöplaneetta Ceresiä kiertävälle radalle perjantaina (6.3.2015). Ceresin saavuttaminen vei luotaimelta 7,5 vuotta. Matka ei kuitenkaan ollut aivan suora, sillä luotain teki havaintoja Vesta-asteroidista vuosina 2011–2012. Vesta on kutakuinkin noin puolet Ceresin koosta ja ne ovat pääasteroidivyöhykkeen suurimmat kappaleet.

Maaliskuun 1. Päivänä luotaimen ottamissa kuvissa Ceres näkyy sirppinä. Kuvat on otettu 49 000 km etäisyydeltä. Kuvien erotuskyky on noin 2,9 km pikseliä kohti. Luotain sijaitsee tällä hetkellä Ceresin yö-puolella ja siitä syystä kääpiöplaneetta näkyy niissä aina vain kapenevana sirppinä. 

Täysin valaistuneen pinnan tutkijat odottavat olevan kuvattavissa muutaman viikon kuluttua huhtikuussa. Lähestymisrata on tavallista monimutkaisempi, joten se ottaa myös aikaa tavallista enemmän. Dawn-luotaimen lähestymisestä Nasa on julkaissut YouTubessa rataa havainnollistavan videon

https://www.youtube.com/watch?v=dtO9sck13WI

Atlantin verran vettä muinaisessa Marsissa

Marsin pohjoisella pallonpuoliskolla on muinoin lainehtinut
valtameri. Kuva ESO/M. Kornmesser/N. Risinger.

Uusin tutkimus^[1] osoittaa, että noin 3,7 miljardia vuotta sitten Marsin pohjoisnavalla oli Atlantin veroinen valtameri. Vuosimiljardien kuluessa Mars on kuitenkin menettänyt vetensä suurelta osin ja nykyisin sitä löytyy suurempia määriä vain napakaloteilta.

Tutkijat onnistuivat määrittämään napakalottien vesihöyrystä vedyn (H) ja deuteriumin^[2] (D) suhteen^[3]. Veden haihtuessa ja kadotessa avaruuteen puoliraskaan veden osuus kasvaa, sillä se haihtuu huonommin ja katoaa avaruuteen suhteessa hitaammin kuin tavallinen vesi.

Aivan aluksi tutkijat määrittivät vesien väliset suhteet ilmakehässä nykyisten napakalottien alueella. Tästä takaisinpäin laskien vettä (H₂O) on ollut noin 6,5-kertaisesti mitä sitä on nyt napakaloteissa. Tutkijoiden mukaan Marsissa olisi ollut vettä tasaisesti jakaantuneena koko planeetan pinnalle noin 137 metrin paksuinen kerros. Marsin pohjoinen pallonpuolisko on kuitenkin lähes kokonaan matalammalla kuin keskipinta, joten Marsin vesi on ollut pohjoisessa. Meren syvyys on ollut jopa yli 1,6 km. Kaiken kaikkiaan vettä on ollut noin 20 miljoonaa kuutiokilometriä.

Tutkimusryhmä teki havainnot ESOn VLT observatoriosta Chilessä, W.M. Keck observatorion kaukoputkilla ja Nasan Havaijilla sijaitsevaa infrapunakaukoputkella. Havaintoja tehtiin useaan kertaan kuuden vuoden^[4] aikana, jolloin mikroilmaston ja vuodenaikaiset vaihtelut osattiin ottaa huomioon alkuperäisen vesimäärän laskennassa.

Huomautukset

[1] Kansainvälistä tutkimusryhmää johti Geronimo Villanueva (Nasa Goddard Space Flight Ceter, Greenbelt, Meryland).

 [2] Deuterium on vedyn isotooppi, jossa on protonin lisäksi yksi neutroni. Kemiallisesti deuterium käyttäytyy samalla tavalla kuin normaali vety, eli se muodostaa samanlaisia yhdisteitä kuin vety. Vedyllä on kolmas isotooppi, tritium. Aivan samoin se voi muodostaa vettä.

Näitä isotooppien muodostamia vesiä kutsutaan puoliraskaaksi vedeksi (HDO), raskaaksi vedeksi (D₂O) ja superraskaaksi vedeksi (T₂O). Kemiallisesti vedet HTO ja DTO ovat mahdollisia, mutta ne ovat todella harvinaisia yhdistelmiä. Tritium on radioaktiivinen, jonka puoliintumisaika on 12,32 vuotta ja sitä syntyy luonnossa lähinnä yläilmakehässä kosmisen säteilyn törmätessä ilmakehän typpi (N) molekyyleihin.

[3]Maan vesissä on 3200 molekyyliä jokaista puoliraskasvesi^[2] (HDO) molekyyliä kohti.

[4] Suunnilleen kolmen Marsin vuoden ajan.