lauantai 26. joulukuuta 2015

Havaintovinkki: Maapallo perihelissä, kvadrantidit ja planeettajono

Auringon ja Maan välinen etäisyys on lyhin tammikuun 3.
päivänä. Piirros © Kari A. Kuure.
Tammikuun 3 päivän aamuna kello 00.49 maapallo ohittaa radallaan Aurinkoa lähinnä olevan pisteen, perihelin. Tällöin Maan ja Auringon välinen etäisyys on 147 100 175 km ja meille Aurinko näkyy 32’ 31” kokoisena. Ratadynamiikasta johtuen maapalloon ratanopeus on suurin 30,4 km/s ja tästä johtuen Auringon näennäinen liike taivaalla tähtien suhteen on myös suurin 1,002 astetta vuorokaudessa.

Perihelipäivänä auringonnousu tapahtuu Tampereen horisontin mukaan kello 9.45, etelässä Aurinko näkyy 5,6 asteen korkeudella kello 12.29 ja auringonlasku tapahtuu kello 15.14. Päivällä on siis pituutta 5 tuntia 29 minuuttia.

Alkavan vuoden ensimmäinen meteoriparvi, kvadrantidit, ovat maksimissaan perihelipäivänä. Meteoriparven radiantti sijaitsee jo poistetun tähtikuvion, Kvadrantin, alueella. Nykyisissä tähtikartoissa alue sijaitsee Karhunvartijan tähdistön pohjoisosassa. Radiantti on 77° korkeudella (etelässä) kello 8.56, joten parasta havaintoaikaa on aamuyö, vaikkakin radiantti on sirkumpolaarinen ja näkyvissä koko yön.

Kvadrantidit ovat runsas meteoriparvi, sillä sen zeniittituntiluvuksi (ZHR) ilmoitetaan 120. Tämä tarkoittaa sitä, että yksi havaitsija parhaimpaan aikaan voi nähdä joitakin kymmeniä meteoreja tunnin aikana. Kvadrantideja voidaan nähdä tammikuun 1.–5.1. välisenä aikana. Tänä vuonna Kuu häiritsee jonkin verran meteorien havainnointia sillä se on valaistunut 39 % osuudella.

Planeettasuora 3.1.2016 päivän aamuna.
Piirros © Kari A. Kuure.
Meteorihavaitsijan on syytä huomioida, että kvadrantidien kanssa samaan aikaan taivaalla voi näkyä joitakin Coma Berenicideihin kuuluvia meteoreja. Niiden radiantti kuitenkin sijaitsee Leijonan tähdistössä lähellä Bereniken hiukset -tähdistön rajaa.

Tammikuun 3 päivän aamun tunnit ovat myös näyttävän planeettasuoran aikaa. Aamuyön tunteina kaakkoisella taivaalla ovat Jupiter, Kuu ja Mars hienossa jonossa ja ennen auringonnousua kaakkoisesta horisontista nousevat vielä Venus ja Saturnus jonon jatkoksi. Planeetat säilyttävät asemansa joitakin viikkoja, mutta Kuu luonnollisesti siirtyy idemmäksi aamu aamulta.

Huomautukset


[1] Näitä lukuja voi verrata aphelin, eli radan etäisimmän pisteen arvoihin heinäkuun 4 päivänä. Aphelin aikaan ratanopeus on 29,4 km/s ja Auringon näennäinen liike on hitainta 0,9701 astetta vuorokaudessa. Auringon ja Maan välinen etäisyys on tällöin 152 103 775 km.

sunnuntai 13. joulukuuta 2015

Havaintovinkki: Meteoreja, talvipäivänseisaus ja täysikuu


Geminidiewn radiantti sijaitsee Kaksosten tähdistön
pohjoisosassa. Kuva Kari A. Kuure.
Vuoden toiseksi runsain meteoriparvi saavuttaa huippunsa parina seuraavan yönä. Geminidit ovat asteroidi 3200 Phaethon[1] jälkeensä jättämää pölyä ja soraa ja niiden rata risteää maapallon radan kanssa joulukuun 14 päivän iltana kello 20. Tällöin parven radiantti, joka sijaitsee Kaksosten pohjoisosassa, on koillisen ja idän välissä noin 26 asteen korkeudella. Tunnissa voi nähdä kymmeniä meteoreja ja ZHR-luvun arvioidaan olevan 70–120 välillä tai jopa 120–160.

Talvipäivänseisaus on joulukuu 22 päivän aamuna kello 6.48. Aurinko on silloin kaukana eteläisellä tähtitaivaalla, sillä se deklinaatio on ­–23° 26’ 12”. Tampereen horisontissa auringonnousu tapahtuu kello 9.47 ja Auringon ollessa etelässä kello 12.23 sen korkeus on vain 5,1°. Auringonlasku tapahtuu kello 15.00 joten päivälle tulee pituutta 5 h 13 minuuttia. Maan ja Auringon välinen etäisyys on silloin 147 159 473 km ja me näemme Auringon 32’ 31” kokoisena.

Täysikuu on joulukuun 25 päivänä kello 13.12. Kuu on vielä tuolloin horisontin alapuolella ja nousu tapahtuu kello 16.04. Kuu näkyy etelässä ollessaan 46,1° korkeudella ja tämä tapahtuu 26.12. kello 00.50. Horisonttiin Kuu painuu Tapaninpäivänä kello 9.31. Maan ja Kuun välinen etäisyys on 377 400 km ja näemme sen 31,66 kaariminuutin kokoisena.

Värit kertovat erilaisista mineraaleista Kuun pinnalla.
Kiikarihavaitsijan ei ole mahdollista nähdä näitä värejä,
mutta valokuvaamalla ja kuvankäsittelyssä värejä
vahvistamalla ne saadaan näkyviin. Kuva Kari A. Kuure.
Täysikuun aikaan havaitsija voi tutustua Kuun meriin. Vettähän ne eivät ole, vaan tummaa, metallipitoista basalttia. Meret ovat syntyneet miljardeja vuosia sitten suurten asteroidien törmäyksissä syntyneisiin kraattereihin Kuun manttelista tihkuneen laavan täyttäessä ne.  Nykyisin meret ovat Kuun tasaisimpia paikkoja.


Kuun meriin tutustuminen vaatii hieman apuneuvoja. Havaintovälineeksi kiikari on sopiva, kunhan sen kiinnittää esimerkiksi kamerajalustaan. Toinen apuvälinen on sopiva, maastokelpoinen kartta. Suosittelen Karttakeskuksen vuonna 2014 julkaisemaa ”Kuuopas- Kuun meret, kraatterit ja vuoristot”. Opas pitäisi löytyä hyvin varustetuista kirjakaupoista ja Karttakeskuksen kirjakaupasta hintaan 12,90 € https://www.karttakauppa.fi/fi/kuuopas-kuun-meret-kraatterit-ja-vuoristot/F203665/dp .

Huomautukset


[1] kappale on määritelty asteroidiksi, mutta todennäköisesti se on vain hieman passiivinen komeettaydin.  Se on luokiteltu Apollo-asteroidiksi: sen keskietäisyys Auringosta on 1,27 au, periheli 0,14 au ja apheli 2,4 au. Rata on siis hyvin soikea, eksentrisyys 0,89.  Yhteen kierrokseen Auringon ympäri kuluu aikaa 524 vuorokautta eli noin 1,43 vuotta. Radan inklinaatio on 22,21°. Asteroidin halkaisija on noin 5,1 km, pyörähdysaika 3,6 h. Asteroidi on sen verran himmeä (~19m), että sen havaitsemiseen tarvitaan suurehko harrastajakaukoputki.

lauantai 12. joulukuuta 2015

Kirjauutuus: Kopernikuskompleksi

Caleb Scharf

Kopernikuskompleksi

Suomennos Tuukka Perhoniemi
Nid. 288 sivua
ISBN 978-952-5985-32-0

Caleb Scharfin Korpenikuskompleksi-kirjan pääkysymys on se, että onko maailmankaikkeus virittynyt juuri ihmistä varten? Kysymys on tietysti hyvin luonnollinen, sillä jos maailmankaikkeutemme ominaisuudet (so. Luonnon perusvoimat) olisivat hiemankin toisenlaisia, emme olisi asiaa ihmettelemässä. Kysymys sinällään ei ole uusi, sillä sen ovat lukuista tutkijat ja tieteen popularisoijat esittäneet omissa teoksissaan.

Olemme selvästikin oman maailmankaikkeutemme tuotos mutta olemmeko yksin? Onko jossakin muualla, esimerkiksi toisessa galaksissa älyllisiä olentoja? Vastausta tähän kysymykseen Scharf ei anna, vaan hän käsittelee kirjassaan mitä edellytyksiä elämän ja älyllisten olentojen ilmaantuminen maailmankaikkeuteen edellyttää.

Caleb Scharf on Columbia yliopiston astrobiologian professori, joten aihepiiri on hänelle tuttu. Se näkyy kirjan tekstissä: asiaa käsitellään perusteellisesti niin historiallisesti kuin teknisesti. Vaikka Scharf on kokenut popularisoija, jostakin syystä teksti tuntuu hieman raskaalta luettavalta, itse en ainakaan imenyt tekstiä niin, että takakansi olisi tullut yllättäen vastaan. Mutta tämä oli vain minun lukukokemukseni!

Jos olet kiinnostunut eksoplaneetoista ja muista astrobiologiaan läheisesti liittyvistä kysymyksistä, tämä kirja on varmasti lukemisen arvoinen, onhan se valittu The Sundayn Times -lehden vuoden tiedekirjaksi.


Kari A. Kuure

torstai 10. joulukuuta 2015

Ceresin valkeiden pisteiden arvoitus on ratkennut

Occator-kraatterissa on yksi kirkkaimmista heksahydraatin
esiintymispaikoista.  Kuvan värit on värikoodattuja.
Kuva NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Dawn-luotaimen ottamat kuvat Ceres kääpiöplaneetasta herättivät suurta huomiota, koska niissä näkyi joissakin kohdin täysin valkeita pisteitä tai pieniä alueita. Tutkijat [1] arvelivat niiden olevan joko jäätä tai suolaa. Jälkimmäinen vaihtoehto on nyt osoittautunut oikeaksi, sillä Nasan JPLn analyysissä valkoiset alueet ovat paljastuneet vesipitoiseksi magnesiumsulfaatiksi (MgSO4•6 H2O, kidevedellinen magnesiumsulfaatti).

Suola muistuttaa hieman maapallolla tunnettua mineraalia, jossa yhteen suolamolekyyliin on sitoutunut seitsemän molekyyliä vettä, heptahydraattia. Se tunnetaan Epsom suolana, Englannissa sijaitsevan Epsom lähteen mukaan. Suolan esiintyminen osoittaa Ceresin pinnan alla olevan suolaisen vesijääkerroksen. Ceresin pinta on hyvin tumma, joten vaalea suola näkyy pieninäkin pitoisuuksina hyvin helposti.

Magnesiumsulfaatin heksahydraattia on monin paikoin Ceresin pinnalla, etenkin Occator-kraatterissa. Kraatterin halkaisija on noin 90 km ja sen keskellä on kuoppa, jonka laajuus on noin 10 km ja syvyys noin 480 metriä. Kraatterissa on merkkejä myös mahdollisesti romahtaneesta keskusvuoresta. Jäännösten korkeus on noin 0,5 km. Kraatterin terassoituneet[3] reunavallit ovat näkyvissä ja paikka paikoin on näkyviä merkkejä maanvyörymistä. Tutkimusryhmä arvioi kraatterin iäksi noin 78 miljoonaa vuotta.

Occator-kraatterin lisäksi valkeaa suolaa näkyy olevan ympäri Ceresiä siellä täällä yhteensä yli 130 alueella. Suola on tullut näkyviin yleensä iskemäkraattereissa. Ilmeisesti Occator-kraatterista vapautuu silloin tällöin vesihöyryä, sillä sellaista havaittiin vuonna 2014 Herschel-avaruusteleskoopilla. Occatorin alueella on havaittu jonkin verran myös ohutta utua pinnan lähellä, etenkin paikallisen keskipäivän aikaan.

Toisen tutkimuksen[2] mukaan Ceresillä näyttäisi olevan myös ammoniumpitoista savea. Ammonium(jää) on haihtunut Ceresin suhteellisen korkean lämpötilan vaikutuksesta. Ammonium on kuitenkin voinut sitoutua kemiallisesti muihin mineraaleihin. Ammoniumin olemassa olo voi merkitä sitä, että Ceres ei olekaan syntynyt nykyisellä etäisyydellä Auringosta, vaan on syntymisensä jälkeen vaeltanut lähemmäksi. Toinen teoria puolestaan selittää ammoniumin olevan tuontitavaraa suunnilleen Neptunuksen radan tuntumasta. Tutkijat arvioivat jälkimmäisen teorian olevan todennäköisemmän.

Ceresin spektrissä on joitakin yhteensopivuuksia joidenkin hiilikondriittimeteoriittien kanssa. Spektreissä on kuitenkin joitakin eroja. Lisäksi Ceresin mineraaleissa näyttäisi olevan enemmän vettä (n. 30 %) kuin meteoriiteissa (15–20 %).

Katso Nasan tuottama video Ceresistä https://www.youtube.com/watch?v=8er_0yY1S1o

Huomautukset

[1] Tutkimusryhmää johtaa Andreas Nathues (Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Germany) ja raportti tutkimuksista julkaistiin Nature-tiedejulkaisussa.
[2] Päätutkija Maria Cristina De Sanctis (National Institute of Astrophysics).
[3] Terassoituminen tarkoittaa reunavallin romahtamista kraatterin sisään useammassa vaiheessa. Lopputuloksena on porrasmaisia terasseja. Terassoituneet kraatterien reunavallit ovat hyvin yleisiä Kuussa.


keskiviikko 9. joulukuuta 2015

TMT-teleskoopille takaisku

Hankekuva tulevasta TMT-teleksoopista.

Kuva TMT International Observatory.
Havaijin korkeus oikeus on antanut päätöksen, jonka mukaan valtio on menetellyt virheellisesti antaessaan rakennusluvan kolmenkymmenen metrin teleskoopille Maunakealla. Rakennuslupa oli annettu vuonna 2011 ennen kuin hanketta vastustanee alkuperäiskansan edustajia oli kuultu. Korkein oikeus edellyttää, että kuuleminen pidetään ennen uuden rakennusluvan hakemista.

Havaijin alkuperäiskansat ovat vastustaneet hanketta, sillä heidän mielestään Maunakea on pyhää maata. Protestoidessaan rakennushanketta vastaan alkuperäiskansojen aktivistit ovat sulkenee vuorelle vievän tien viime huhtikuussa.


Kolmekymmenmetrinen teleskooppi (TMT) on Havaijin yliopiston johtama kansainvälinen hanke rakentaa noin miljardin dollarin arvoinen ja halkaisijaltaan 30 metrinen teleskooppi Maunakealle.  Teleskoopin aukkosuhde tulee olemaan f1 ja pääpeili koostuu 495 halkaisijaltaan 1,45 metrin mosaiikkipeileistä. Kaukoputken kuvakentän laajuus tulee olemaan 20 kaariminuuttia. Teleskoopin ensivalojen suunniteltiin olevan vuonna 2018, mutta korkeimman oikeuden päätös parmasti lykkää teleskoopin valmistumista ehkä vuosilla.