lauantai 24. joulukuuta 2022

NASAn InSight-luotain hiljeni

NASAn Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) lennonjohtajat eivät ole saaneet yhteyttä laskeutujaan kahden peräkkäisen yrityksen jälkeen, minkä vuoksi he päättelivät, että avaruusaluksen aurinkoenergialla toimivista akuista oli loppunut energia.

InSight:n viimeinen selfie 24. huhtikuuta 2022. Luotain on peittynyt paljon enemmän pölyyn kuin joulukuussa 2018, pian laskeutumisen jälkeen otetussa ensimmäisessä selfiessä – tai sen toisessa selfiessä, joka otettiin maalis- ja huhtikuussa 2019. Kuva NASA.

NASA oli aiemmin päättänyt julistaa operaation päättyneeksi, jos laskeutuja epäonnistuu kahdessa viestintäyrityksessä. Virasto jatkaa luotaimen signaalin kuuntelemista varmuuden vuoksi, mutta sen kuulemista tässä vaiheessa pidetään epätodennäköisenä. Edellisen kerran InSight oli yhteydessä Maahan 15. joulukuuta.

InSight on lyhenne sanoista Interior Exploration with Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Luotaimen tehtävä oli havaita Marsin sisöisan syviä rakenteita. Laskeutujatiedot ovat tuottaneet tietoja Marsin sisäkerroksista, sen vaimentuneen magneettidynamon pinnan alla olevista yllättävän vahvoista jäännöksistä, laskeutumisalueen säästä ja havaita Marsin järistystoimintaa.

Luotaimen erittäin herkkä seismometri yhdessä ranskalaisen avaruusjärjestön Center National d'Etudes Spatialesin (CNES) ja ETH Zürichin hallinnoiman Marsquake Servicen päivittäisen valvonnan kanssa havaitsi 1 319 maanjäristystä, mukaan lukien meteoroidien törmäyksistä aiheutuneet järistykset.

Tällaiset vaikutukset auttavat tutkijoita määrittämään planeetan pinnan iän, ja seismometrin tiedot tarjoavat tutkijoille tavan tutkia planeetan kuorta, vaippaa ja ydintä.

Seismometri oli viimeinen havaintoinstrumentti, joka pysyi päällä, kun luotaimen aurinkopaneeleille kerääntynyt pöly vähensi vähitellen sen energiaa.

Kaikki marstehtävät kohtaavat haasteita, eikä InSight ollut poikkeus. Luotaimen marsperään kaivautuva sondi – lempinimeltään "myyrä”, oli tarkoitus tunkeutua noin 5 metrin syvyyteen. Se veti perässään useita antureita sisältänyt nauha, joka olisi mitannut planeetan sisältä tulevaa lämpöä. Näistä mittauksista tutkijat olisivat laskeneet energian määrän, joka on jäljellä Marsin muodostumisesta.

Muilla lennoilla nähtyä löysää hiekkaista maaperää varten suunniteltu myyrä ei pystynyt kuitenkaan saamaan pitoa InSightia ympäröivässä yllättävän tiiviistä marsperästä. Saksan ilmailukeskuksen (DLR) toimittama instrumentti onnistui tunkeutumaan lopulta noin 40 cm pinnan alle, keräten arvokasta tietoa Marsin maaperän fysikaalisista ja lämpöominaisuuksista matkan varrella. Tästä on hyötyä kaikissa tulevissa ihmis- tai robottitehtävissä, jotka yrittävät kaivautua pinnan alle.

Myyrän saatiin tungettua niin pitkälle kuin mahdollista, kiitos JPL:n ja DLR: n insinöörien, jotka käyttivät laskeutujan robottikäsivartta vasarana. Pääasiassa instrumenttien asettamiseen Marsin pinnalle tarkoitettu käsivarsi ja sen pieni kauha auttoivat myös poistamaan pölyä InSightin aurinkopaneeleista tehon vähentyessä.

NASA/JPL hallinnoiman InSightia kehittelyssä ja toiminnan valvomisessa oli mukana useita eurooppalaisia toimijoita:

CNES ja Saksan ilmailukeskus (DLR). CNES toimitti Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) -instrumentin, jonka päätutkija tuli IPGP:stä (Institut de Physique du Globe de Paris). IPGP:ltä tuli myös merkittävä panos SEIS-järjestelmään. Myös Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) Saksassa; Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutti (ETH Zurich) Sveitsissä; Imperial College London ja Oxford University Yhdistyneessä kuningaskunnassa olivat mukana laitetoimittajina. Lisäksi DLR toimitti Heat Flow and Physical Properties -paketin (HP 3), jossa oli merkittävä panos Puolan tiedeakatemian avaruustutkimuskeskuksella (CBK) ja Puolan Astronikalta, sekä espanjalainen Centro de Astrobiología (CAB) toimitti sääaseman lämpötila- ja tuulianturit.

keskiviikko 21. joulukuuta 2022

Supermassiivinen musta aukko riipi tähden

Viime helmikuussa Palomarin observatoriossa (Kalifornia) havaittiin mustan aukon säteilymäärän kasvaneen ja samalta alueelta havaittiin energistä röntgensäteilyä. Havaintojen ryhdyttiin myös muissa observatorioissa ja lopputuloksena todettiin havaintojen johtuneen siitä, että supermassiivinen musta aukko oli onnistunut riipimään tähden. Tapahtuma sai tunnuksekseen AT2022cmc.

Taiteilijan näkemys mustasta aukosta sen kaapatessa tähden tai osan siitä. Kuva Nasa's Goddard Space Flight Center.

Vaikka nämä vuorovesihäiriötapahtumat (a tidal disruption event, TDE) eivät aivan ennen havaitsemattomia olekaan, niin ne eivät ole kovinkaan yleisiä. Toistaiseksi niitä on havaittu kaikkiaan 125 tapahtumaa.

Poikkeuksellisen tästä tekee se, että tapahtuman etäisyydeksi määriteltiin noin 12,5 miljardia valovuotta (punasiirtymä Z=1,193). Etäisyys on niin suuri, että normaalisti tältä etäisyydeltä näitä tapahtumia ei havaita. Tässä tapauksessa havainnot onnistuivat havaintogeometrian vuoksi.

Mustan aukon kaapatessa tähden tai osan siitä, aine ennen mustaan aukkoon joutumistaan muodostaa kertymäkiekon musta aukon ympärille. Kertymäkiekossa aineen tiheys ja lämpötila kasvavat, kiekolle muodostuu voimakas magneettikenttä ja osa kiekon ionisoituneesta materiasta sinkoutuu järjestelmästä pois kiekon pyörimisakselin suunnassa relativistisella nopeudella (lähes valonnopeudella) hyvin kapeana suihkuna (super-Eddington -suihku). Tämä ilmiö on myös syynä siihen, miksi pystyimme havaitsemaan tapahtuman: katselemme sitä juuri suihkun suunasta.

Suihku joutuu kosketuksiin avaruudessa olevan aineen kanssa ja törmäyksessä syntyy synkrotronisäteilyä, joka ilmenee voimakkaana ja kapeakeilaisena (Ø < 1°) radiosäteilynä hyvin laajalla aallonpituusalueella (röntgensäteilystä radioaaltoihin asti). Osa röntgensäteilystä käänteisen Comptonin sironnan[1] vuoksi leviää joka suuntaan.

Laskelmissaan tutkijat päätyivät tulokseen, jonka mukaan supermassiivisen mustan aukon massa ei kuitenkaan ollut kovin suuri, enintään samaa suuruusluokkaa kuin mitä nykyinen Linnunradan keskustassa oleva musta aukko (noin 4,5 miljoonaa auringonmassaa). Sen sijaan musta aukko näyttää pyörivän hyvin nopeasti.

 

Huomautukset

[1] Käänteisessä Comptonin sironnassa energia siirtyy (relativistisiltä) elektroneilta pienienergiselle fotonille. Siirtymässä fotoninen energia ja taajuus lisääntyy; syntyy röntgesäteilyä.

[2] Tutkimus tulkaistiin Nature Astronomy tiedejulkaisussa (maksullinen):

Pasham, DR, Lucchini, M., Laskar, T. et ai. Relativistisen suihkukoneen synty kosmologisen mustan aukon aiheuttaman tähden hajoamisen jälkeen. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01820-x.

Sama paperi on julkaistu myös pdf-formaatissa

https://www.nature.com/articles/s41550-022-01820-x.epdf?sharing_token=tflRYRuwKiPNFPZ4hXQ2TtRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0MNYozI0D8Eajp5gnFDd1dhQFze2DV2wrYMALVJnlhdiu8_rXr-GWEK3ZTLRvYkX6Y7WIE4rahuN8tpGKcaw0IoFud5muh1nXXifILnvP8hfdZbxQY07aLDxKlN9OxZ2kCxyF1C6GoOTJ6jm9Ej4hwWo7qsrw8w77AVAw8zc1FglyOAoGP0JHvX9JNf7ITYsAQ%3D&tracking_referrer=www.newscientist.com

 


sunnuntai 18. joulukuuta 2022

Talvipäivänseisaus

Joulukuun 21. päivänä on talvipäivänseisaus. Se tarkoittaa sitä, että Aurinko näennäisellä radallaan tähtitaivaalla saavuttaa eteläisimmän pisteen. Tänä vuonna tämän pisteen saavuttaminen tapahtuu kello 23.40 Suomen aikaa. Tästä eteläisestä sijainnista johtuu, että päivänä pituus, siis aika auringonnoususta auringonlaskuun on koko vuoden lyhin, Tampereella vain 5 tuntia 21 minuuttia. Auringonnousu tapahtuu kello 9.41 ja -lasku kello 15.03.

Lyhyt päivä saattaa johtaa ajatuksen siihen, että talvipäivänseisauksena auringonnousu on myöhäisin ja -lasku varhaisin ajankohta. Näin ei kuitenkaan ole, sillä myöhäisin auringonnousu tapahtuu vasta Tapaninpäivänä, siis joulukuun 26. päivänä, jolloin auringonnousu on kello 9.43. Vastaavasti varhaisin auringonlasku tapahtui joulukuun 17. päivänä kello 15.02. Syy tähän ilmiöön on se, että keskiaurinkoaika (siis kellon aika) poikkeaa paikallisesta aurinkoajasta, jota aurinkokello osoittaa. Ero ei suinkaan ole vakio, vaan se vaihtelee päivästä toiseen vuosirytmin mukaisesti. Paikallisen aurinkoajan vaihtelu on tietysti seurausta maapallon radan soikeudesta Auringon ympäri, talvella mennään nopeammin ja kesällä hitaammin. Aurinkokellon osoittama aika on tietysti seurausta tästä nopeuden vaihtelusta.

Ajantasaus vuoden kierrossa, jolla korjataan aurinkokellon osoittama aika kellonajaksi. Kuva © Kari A. Kuure.

Näyttääkö aurinkokello sitten koskaan samaa aikaa kuin kellomme (keskiaurinkoaika)? Kyllä vain, itse asiassa näin tapahtuu neljä kertaa vuodessa. Lähin tällainen hetki on joulukuun 25. päivänä, jolloin keksiaurinkoaika on sama kuin paikallinen aurinkoaika. Joulupäivänä kello 12.24 (Tampereella) Aurinko ylittää meridiaanin ja oikein suunnattu aurinkokellon pitäisi osoittaa samaa aikaa.

Tämä jälkeen seuraavan kerran molemmat kellot osoittavat samaa aikaa 16.4.2023. Koska silloin eletään kesäaikaa, Aurinko ylittää etelämeridiaanin kello 13.24. Seuraavan samanlaiseen ajanhetkeen ei enää olekaan pitkä aika, sillä kesäkuun 13. päinä ollaan samassa tilanteessa ja Aurinko on etelässä 13.24. Vuoden kierrossa ollaan vielä kerran sama-aikaisia, sillä syyskuun 1. päivänä kellot näyttävät samaa aikaa ja Aurinko on etelässä kello 13.24.

Jos ja kun kellot ovat vain jonain tiettyinä päivinä samassa ajassa, niin silloin on loogista, että ajat eroavat toisistaan vuoden muina päivinä. Aikaerossa on myös neljä käännepistettä, jonka jälkeen aikaero alkaa vähetä. Näitä käännepisteitä ovat: helmikuun 11. päivä, jolloin kelloaika on edellä 14m 13s, toukokuun 14. päivä, jolloin aurinkokello on edellä 3m 38s, heinäkuun 26. päivänä kellonaika on edellä 6m 33s ja marraskuun 3. päivänä, jolloin aurinkokello on 16m 29s edellä kellon aikaa.

Yllä kerrottu pitää paikkansa vain Tampereella ja lähiympäristössä. Muilla paikkakunnilla on tietysti oma aurinkoaikansa ja Auringon etelämeridiaanin ylitys tapahtuu itä-länsisuunnassa eri aikoina: lännessä myöhemmin ja idässä aikaisemmin. Sen sijaan ajantasaus (siis ilmoitetut aikaerot) eivät riipu havaintopaikkakunnista.

sunnuntai 11. joulukuuta 2022

Laskeutuminen mereen!

NASAn Orion-avaruusalus molskahti mereen Tyynellämerellä Baja Californian länsipuolella sunnuntaina kello 19.40 Suomen aikaa ennätysmatkan jälkeen. Artemis 1 matkusti yli 2,3 miljoonaa kilometriä Kuun ympäri ja palasi turvallisesti Maahan.

Laskeutumine oli Artemis I -operaation viimeinen virstanpylväs, joka alkoi NASAn Space Launch System (SLS) -raketin onnistuneella lähdöllä 16. marraskuuta NASAn Kennedyn avaruuskeskuksen Floridassa sijaitsevalta Launch Pad 39B:ltä. NASA testasi Orionia 25,5 vuorokauden aikana syvän avaruuden ankarassa ympäristössä ennen astronauttien lentämistä Artemis II :lla .

Artemis 1 -lento päättyi onnistuneeseen laskeutumiseen Tyyneen mereen 11.12.2022 kello 19.40 Suomen aikaa. Kuva NASA.

Orion-avaruusaluksen laskeutuminen – joka tapahtui 50 vuotta Apollo 17:n Kuuhun laskeutumispäivään – on Artemis I:n huippusaavutus. Maailman tehokkaimman raketin laukaisusta poikkeukselliseen matkaan Kuun ympäri ja takaisin Maahan. Tämä alus on suuri edistysaskel Artemis-sukupolven kuuntutkimuksessa", sanoi NASAn johtaja Bill Nelson. ”Se ei olisi mahdollista ilman uskomatonta NASA-tiimiä. Vuosien ajan tuhannet henkilöt ovat osallistuneet tähän tehtävään, joka inspiroi maailmaa työskentelemään yhdessä koskemattomien kosmisten rantojen saavuttamiseksi. Tänään on valtava voitto NASAlle, Yhdysvalloille, kansainvälisille kumppaneillemme ja koko ihmiskunnalle”.

Orion teki tehtävän aikana kaksi Kuun ohitusta 132 km säteellä Kuun pinnasta. Orion matkusti lennon aikana kaukaisimmalla etäisyydellä lähes 446 000 km kotiplaneetaltamme, yli 1 000 kertaa kauempana kuin Kansainvälinen avaruusasema Maata, testataksemme järjestelmiä tarkoituksellisesti ennen miehistöä.

"Kun Orion on palannut turvallisesti Maahan, voimme alkaa nähdä horisontissa seuraavaa tehtäväämme, joka lennättää miehistön Kuuhun ensimmäistä kertaa osana seuraavaa tutkimusaikakautta", sanoi Jim Free, NASAn Explorationin apulaisvastaava. Systems Development Mission Directorate. "Tästä alkaa polkumme säännölliseen tehtävään ja jatkuvaan ihmisen läsnäoloon Kuussa tieteellisiä löytöjä varten ja valmistautuaksemme ihmisten tehtäviä Marsiin."

Ennen Maan ilmakehään tuloa miehistömoduuli erottui huoltomoduulistaan, joka on ESA:n (European Space Agency) toimittama osa Artemis-lennoille. Palattuaan Orion kesti lämpötiloja, jotka olivat noin puolet niin kuumia kuin Auringon pinta, noin 2 500 astetta.

Testilennolla Orion miehistökapseli viipyi avaruudessa pidempään kuin mikään astronauteille suunniteltu avaruusalus on tehnyt ilman telakointia avaruusasemalle. Kaukaisella Kuun kiertoradalla Orion ylitti ihmisten kuljettamiseen suunnitellun avaruusaluksen matkaennätyksen, joka tehtiin aiemmin Apollo 13:n aikana.

"Orion on palannut Kuusta ja on turvallisesti takaisin Maaplaneetalle", sanoi Mike Sarafin, Artemis I -operaation johtaja. "Olemme laskeutumisen myötä onnistuneet operoimaan Orionia syvän avaruuden ympäristössä, jossa se ylitti odotuksemme ja osoitti, että Orion kestää äärimmäiset olosuhteet palaamalla Maan ilmakehän läpi kuulennon nopeuksista."

Palautustiimit työskentelevät nyt turvatakseen Orionin kotimatkalle. NASA johtaa virastojen välistä laskeutumis- ja palautusryhmää USS Portlandissa, joka koostuu Yhdysvaltain puolustusministeriön henkilökunnasta ja omaisuudesta, mukaan lukien laivaston amfibioasiantuntijat, avaruusvoimien sääasiantuntijat ja ilmavoimien asiantuntijat sekä NASA Kennedyn insinöörit ja teknikot.

Lähipäivinä Orion palaa rantaan, jossa teknikot purkavat avaruusaluksen ja siirtävät sen kuorma-autolla takaisin Kennedyn avaruuskeskukseen. Kennedyssä tiimit avaavat luukun ja purkavat useita hyötykuormia, mukaan lukien komentaja Moonikin Campos , avaruusbiologiset kokeet , Snoopy ja virallinen lentosarja . Seuraavaksi kapseli ja sen lämpösuoja testataan ja analysoidaan useiden kuukausien ajan.

lauantai 10. joulukuuta 2022

Artemis 1 -lento laskeutuu

Sunnuntaina 11.12.2022 Artemis 1 -lennon on tarkoitus laskeutua Tyyneen mereen lähelle Guadalupe-saarta kello 19.39 Suomen aikaa. NASA-LIVE (https://www.nasa.gov/nasalive) lähetys netissä alkaa kello 18.

Artemis 1 -lento, Kuu ja Maa. Kuva on otettu aurinkokennon kärkeen sijoitetulla kameralla Kuva NASA/ESA.

Juuri ennen paluuta miehistömoduuli ja huoltomoduuli eroavat toisistaan ​​ja vain miehistömoduuli palaa Maahan, kun taas huoltomoduuli palaa ilmakehässä Tyynenmeren yllä. Artemis I -rata on suunniteltu varmistamaan, että ilmakehään tulevat kappaleet eivät aiheuta vaaraa maalla tai laivaväylillä eikä tietystikään ihmisille niin saarilla kuin mantereellakaan.

Huoltomoduulista erottuaan miehistömoduuli valmistautuu suorittamaan hyppely tekniikkaa, jonka avulla avaruusalus molskahtaa tarkasti ja johdonmukaisesti valitulle laskeutumispaikalle. Orion sukeltaa Maan ilmakehän yläosaan ja käyttää sitä yhdessä kapselin noston kanssa hypätäkseen takaisin ilmakehästä ja palatakseen sitten laskuvarjojen varassa laskeutumisalueelle. Tämä tekniikka mahdollistaa turvallisen palaamisen tulevilla Artemis-lennoilla riippumatta siitä, milloin ja missä ne palaavat kuulennolta.

Artemis-1 lennon viimeiset vaiheet. Kuva ESA.

Aluksi Maan ilmakehä hidastaa avaruusaluksen nopeuden 150 m/s, ja sitten laskuvarjot hidastavat Orionin laskeutumisnopeuteen, kun se laskeutuu ilmakehän läpi. Tähän kuluu aikaa noin 10 minuuttia.

Laskuvarjot avataan noin kahdeksan kilometrin korkeudella kolmen pienen laskuvarjon vetäessä etummaisen suojakannet pois. Kun etummaisen tilan kansi irtoaa, kaksi jarruvarjoa hidastavat ja vakauttavat miehistömoduulia päälaskuvarjon käyttöönottoa varten. Hieman yli 3 km korkeudella ja 60 m/s nopeudessa avaruusaluksen kolme pilottilaskuvarjoa avaa päälaskuvarjot. Nämä noin 40 m halkaisijaltaan nailonista valmistetut laskuvarjot hidastavat Orionin miehistömoduulin molskahdusnopeuteen, joka on noin 10 m/s.


maanantai 5. joulukuuta 2022

Kirjauutuus: Ihmisen kosmos, kulttuuri ja tähdet

Jo Marchant

Ihmisen kosmos – kulttuuri ja tähdet

Ursa ry 2022

ISBN 978-952-7443-13-2

Nidottu, 360 sivua

 

Aivan alkuun täytyy lainata teksti Ursan kirjaesittelystä:

Ihmisen kosmos kertoo tähtitaivaan merkityksestä inhimilliselle kulttuurille: miten tähtitaivas ja sen tutkiminen ovat vaikuttaneet uskontoihin, taiteeseen, tieteeseen ja politiikkaan aina varhaisista myyteistä moderniin maailmaan. Jo Marchant avaa historiaan uusia jännittäviä näkökulmia ja osoittaa kahdellatoista tarinalla, kuinka käsityksemme taivaista ovat vaikuttaneet sivilisaatioomme. Kirja kertookin enemmän meistä ihmisistä kuin avaruudesta.

Itse kun en ole mikään kulttuuri-ihminen, niin jo tuo esittely herätti tietyn asenteen koko kirjaan. Kirja kuitenkin alkoi kiinnostavasti Ranskan lounaisosassa sijaitsevan Lascaux’n luolan löytämisestä ja tutkimisesta. Muistanette varmaan tämän luolan monista dokumenteista ja lehtijutuista, etenkin sen seinät peittävistä valtavista eläinhahmoista ja pisteistä, joiden on kerrottu kuvaavan tähtitaivasta. Vaikka kirjasta ei kuvia löydykään, monet tulkinnat tähtikuvioista ovat kyllä vakuuttavia. Ehkä itsekin, jos olisin elänyt 30 000 vuotta sitten, olisin tähtikuvioita luolan seinään piirrellyt.

Toinen kohta kirjassa, joka innosti lukemaan, oli kertomus kapteeni James Cookin matkasta Tahitille Venuksen vuoden 1769 ylikulkua havaitsemaan. Tarina on tietysti kerrottu monissa muissakin kirjoissa ja artikkeleissa, joten sinällään tässä varsin suppeassa kertomuksessa ei ollut mitään uutta. Se kuitenkin sai minut miettimään Venuksen etäisyyden mittaamisen yksityiskohtia, siis niitä, jotka ovat joskus asian ollessa esillä, unohtuneet miettimättä. Ilmeisesti ylikulkujen problematiikkaan täytyy vielä palata nykyisien tietokoneohjelmien avulla.

Kirjan monessa muussakin luvussa, joita on kaikkiaan 12, on käsitelty lyhyesti erilaisia yhteyksiä tähtitieteeseen, sen historiaan ja kehitykseen. Nämä ei kuitenkaan täytä koko kirjaa, vaan sekaan on punottu käsittämätön määrä erilaista filosofiaa sen pahimmassa merkityksessä. Kirjoittaja lainailee ”never heard” henkilöiden kirjoituksia pahimmillaan jopa saman virkkeen eri lauseissa kahdenkin eri ihmisen mielipiteitä. Tällainen teksti kyllä jää täysin käsittämättömäksi, kirjoittajan (Jo Marchantin) sanoma ei avaudu tällaiselle insinöörin putkiaivoille. Jos minulta olisi kysytty lukemisen aikana tällaisessa kohdassa, mitä edellisellä sivulla oli kerrottu, en olisi pystynyt vastaamaan siihen.

On vaikea kuvitella, millainen lukija viihtyy kirjan parissa? Varmastikin hänen täytyy olla kiinnostunut filosofiasta ja vähintään tuntea sen ajatusmaailmaa. Tai sitten kirjan ostaja hankkii sen pöydällään pidettäväksi (kuitenkaan koskaan lukematta sitä) antaakseen itsestään intellektuellin vaikutelman vierailijoilleen. Itse en kuulu kumpaakaan ryhmään, joten kirja jäänee nyt hyllyyni pölyyntymään.

Kari A. Kuure

lauantai 3. joulukuuta 2022

Havaintovinkki: Mars on oppositiossa

Marsin oppositio aika on jälleen käsillä. Tämä tarkoittaa sitä, että Mars näkyy vastakkaisella puolella tähtitaivasta kuin Aurinko. Jos planeetta sattuu oppositionsa aina olemaan riittävän korkealla pohjoisella tähtitaivaalla, se näkyy koko yön. Tänä vuonna Mars nousee Tampereella oppositiota edeltävänä päivänä (7.12.2022) kello 14.12.26 ja on etelässä oppositiopäivänä (8.12.2022) kello 0.17.16 ja laskee kello 10.22.04.

Mars. Kuva NASA/Wikimedia Commons

Tällä kertaa Marsin oppositioon liittyy erityispiirre, joka ei ole aivan jokavuotista herkkua. Kuu peittää Marsin juuri samana aamuna. Ensimmäinen kontakti Tampereella tapahtuu kello 6.52.54, toinen kontakti kello 6.53.33, jolloin Mars on kokonaan Kuun takana. Esilletulo tapahtuu siten, että kolmas kontakti tapahtuu kello 7.36.40 ja neljäs kontakti kello 7.37.17, jolloin Mars on jälleen täysin näkyvissä. Täysikuu on saman aamuna kello 6.09.20, mutta Marsin kirkkaus (–1,9m) on riittävä näkyäkseen kirkkaan Kuun vieressä.


Marsin peittyminen esille tuleminen tapahtuu 8.12.2022 aamulla. Samana päivän on myös Marsin oppositio. Piirros © Kari A. Kuure.

Marsin oppositiot toistuvat keskimäärin 26 kuukauden välein. Marsin rata on kalteva Maan rataan verrattuna, josta seuraa se, että planeetta näkyy eri oppositioiden aikaan erilaisilla korkeuksilla etelässä ollessaan. Tänä vuonna Mars on korkealla pohjoisella taivaalla ja näky meille noin 53° korkeudella puolenyön aikaa. Vielä seuraavankin opposition aikana Mars on hyvin näkyvissä mutta sitten alkaa korkeuden pudotus. Toukokuussa 2031 tapahtuva oppositio näkyy planeetan ollessa korkeintaan 13 asteen korkeudella. Kesäkuussa 2033 tapahtuva oppositio ei käytännössä näy lainkaan sillä Mars on vain noin 1 asteen korkeudella Tampereen etelähorisontin yläpuolella. Seuraavan kerran Mars näkyy yhtä korkealla kuin tänä vuonna vasta vuonna 2040, vaikkakin jo edellinenkin oppositio marraskuussa 2037 on hyvä havaintovuosi Marsin ollessa parhaimmillaan 48,75 asteen korkeudella.

Marsin opposition aikainen etäisyys maapallosta vaihtelee voimakkaasti. Lyhimmillään etäisyys on ns. periheliopposition aikana. Perihelioppositioiksi kutsutaan niitä oppositioita, jotka tapahtuvat Marsin ollessa radallaan lähimpänä Aurinkoa. Maapallo on lähellä tätä Marsin radan pistettä elokuussa ja ne oppositiot, jotka tapahtuva heinä–syyskuussa ovat näitä perihelioppositioita. Viimeksi näin tapahtui heinäkuun 28. päivänä 2018. Silloin Maan ja Marsin välinen etäisyys oli vain 57,8 milj. km. Vastaavasti apheliopposition aikaan Marsin etäisyys on suurin, seuraava tällainen oppositio on 19.2.2027 ja silloin planeettojen välinen etäisyys on 101,4 milj. km. Etäisyys on siis lähes kaksinkertainen lähimpään opposition verrattuna. Valitettavasti periheliopposition aikana Marsin suurin korkeus horisontista jää suhteellisen matalaksi.

Marsin ja Maan etäisyys eri oppositioiden aikana vuodesta 2016 alkaen ja päättyen  vuoteen 2040. Kuva © Kari A. Kuure

Marsin näennäinen koko ja kirkkaus ovat myös riippuvia planeettojen välisestä etäisyydestä. Silloin kun etäisyys on lyhin, Mars näkyy kaikkein suurimpana, noin 24 kaarisekunnin kokoisena. Kun etäisyys on suurin, silloin Mars näkyy kaikkein pienimpänä, noin 13 kaarisekunnin kokoisena. Kirkkaus on suurin etäisyyden ollessa lyhyin ja himmein kun etäisyys on suurin. Kirkkauteen tosin vaikuttaa voimakkaasti myös Marsin etäisyys Auringosta mutta vaikutus on samansuuntainen: etäisyyden kasvu himmentää planeettaa.

Marsin oppositio on harvoin tapahtuva ja siinä on kaiken lisäksi monia muuttuvia tekijöitä, niinpä Marsia pitäisikin havaita heti kun sää sen mahdollistaa. Seuraava tilaisuutta voi joutua odottelemaan vuosikausia. Havaintovälineiksi kelpaavat kaikki mahdolliset laitteet: kiikarit, kaukoputket, kamerat teleobjektiiveineen.

Jos käytettävissä on seurantajalusta, niin silloin pitäisi harkita ilman muuta myös Marsin valokuvaamista joko kameran optiikkaa tai kaukoputkea käyttäen. Valokuvatessa täytyy varoa ylivalottamista, sillä kameran automaattinen valotuksen säätö tekee sen varmasti. Kameran säädöt pitäisikin tehdä manuaalisesti, eli säätää kameran herkkyys, aukkoa ja valotusaikaa käsin. Yksityiskohtaisia arvoja on mahdoton kertoa, sillä ne kaikki riippuvat käytettävissä olevista laitteista. Tekemällä koevalotuksia, nämäkin asiat selkenevät.

Visuaalisesti Mars on hieno kohde. Jos käytettävissä on kaukoputki, niin silloin Marsin pinnalta hyvällä havaintokelillä voi nähdä runsaasti yksityiskohtia. Yksi helpoimmin nähtävistä pinnanmuodoista on Syrtis Major, hyvin tumma alue lähes keskellä Marsia, jos se sattuu olemaan Maahan päin havaintoaikaan. Marsin pyörähdysaika on noin 24 h 40 minuuttia, joten seuraavanakin iltana suunnilleen sama alue on näkyvissä. Oppositioyönä heti puolenyön jälkeen Mars on asennossa, jossa sen suurin tulivuori Olympos Mons on näkyvissä. Sen lähellä on (etelään ja kaakkoon) on kolme muutakin suurta tulivuorta. Marsin alareunassa on näkyvissä myös tummahko alue. Se ei kuitenkaan ole jo mainittu Syrtis Major, joka on vasta aamupäivällä Suomen aikaa näkyvissä.


perjantai 25. marraskuuta 2022

Kuudes asteroidin törmäys, jonka törmäys ennakoitiin

Marraskuun 19. asteroidista 2022 WJ1 tuli yksi monista pienistä asteroideista, jotka osuivat Maahan. Se oli kuitenkin vasta kuudes, jonka havaitsimme ennen törmäystä vuodesta 2008 alkaen. Ennustettu törmäys oli jo toinen tänä vuonna, jossa pysyttiin ennustamaan asteroidin törmäys. Edellisen kerran näin tapahtui viime maaliskuussa. 

Asteroidi 2022 WJ1 oli yksi monista pienistä asteroideista, jotka iskeytyvät Maahan, mutta oli vasta kuudes, jonka havaitsimme ennen törmäystä. Kuva ESA/ R. Weryk.

Ilmakehään saapunut noin 1 metrin asteroidi ei aiheuttanut vahinkoa ja tuhoutui taivaalla Toronton yläpuolella. Tämän asteroidin havaitseminen, varoitus ja ennakkohavainnot kuvaavat nopeasti kasvavaa kykyämme varoittaa asteroidin törmäyksistä, olipa se kuinka pieni tahansa.

Ensimmäinen havainto asteroidi 2022 WJ1 tehtiin Catalina Sky Surveysta – yhdestä maapallon lähelle tulevien kohteiden (NEO) löytämiseen ja seurantaan omistetusta projektista – kello 04.53 UTC 19. marraskuuta. 2022, vajaat neljä tuntia ennen sen saapumista maapallon ilmakehään.

Asteroidin 2022 WJ1 rata sen saapuessa maapallon ilmakehään.

Uusi asteroidi kuvattiin ensin Catalinan 1,5 metrin korkeudella Lemmon -vuorella ja neljän havaintoa myöhemmin siitä raportoitiin Minor Planet Centerille (MPC), 38 minuuttia ensimmäisen havainnon jälkeen, kello 05.31 UTC.

Nämä neljä havaintoa riittivät kartoittamaan asteroidin reitin taivaalla, ja muutaman minuutin kuluessa tämän "astrometrian" julkaisemisesta ESAn oma sisäinen valvontaohjelmisto ilmoitti, että kohteella oli noin 20 %:n mahdollisuus törmätä Maahan ja mahdollisesti osua johonkin Pohjois-Amerikassa seuraavien kahden tai kolmen tunnin aikana. Muutamaa minuuttia myöhemmin myös muut törmäysten seurantaohjelmat lähettivät hälytyksiä, jotka esittivät samanlaisen skenaarion.

Mahdollisten törmäysilmoitusten jälkeen tarkkailijat Catalinassa ja muualla Yhdysvalloissa saivat seurantahavaintoja uudesta asteroidista. Alle 30 minuuttia alkuperäisestä ilmoituksesta isku vahvistettiin erinomaisella tarkkuudella: pieni asteroidi, jonka halkaisija todennäköisesti oli alle metri, tulisi törmäämään jonnekin Erie-järven ja Ontariojärven väliin, lähellä Yhdysvaltain ja Kanadan rajaa, noin kello 08.27 UTC.

Täsmälleen ennustettuun aikaan noin 1 metrin asteroidi syöksyi ilmakehään, ja siitä tuli loistava tulipallo odotetun paikan yläpuolella. 

Asteroidin törmäys: mikä on riski?

Aurinkokunnan muodostumisen vuoksi pienet asteroidit (meteoroidit) ovat runsaimpia kaikista Aurinkoa kiertävistä kappaleista. On arvioitu, että pieniä asteroideja on 40-50 miljoonaa, joista "vain" 1 000 suurinta on jatkuvassa tarkkailussa. Loput jäävät jonnekin havaitsematta.


Tunnemme tällä hetkellä yli 1,1 miljoonan asteroidin radat, vaikka niitä on hyvin paljon enemmän. Löydetyistä noin 30 600 on kiertoradalla, joka tuo ne lähelle Maan kiertorataa. Nämä ovat "Near-Earth asteroids" (NEA) – Maata lähestyviä asteroideja.

Rauhoittava uutinen on, että lähes kaikki suuret asteroidit on löydetty – yli 95 % – eikä mikään ole törmäyskurssilla seuraavan sadan vuoden aikana. Tähtitieteilijät kuitenkin etsivät väsymättä viimeisetkin niistä.

Pieniä, noin metrin kokoisia asteroideja iskeytyy Maan ilmakehään parin viikon välein. Niitä kuitenkin kulkee maapallon ohi joka päivä, joskus useampikin. Läheltä ohittavat asteroidit lisäävät ymmärrystämme näistä pienten kappaleiden muodostamasta populaatioista. Ne eivät kuitenkaan ole suuri prioriteetti planeetan puolustuksessa, koska ne eivät aiheuta todellista vaaraa.

Kohteet, joista olemme eniten huolissamme, ovat ne "kultakutriasteroideja", jotka ovat riittävän suuria aiheuttamaan vahinkoa törmäyksessä. Niitä on valitettavasti tarpeeksi, että tiedämme niiden joskus törmäävän maapalloon. Pahamaineinen Tšeljabinskin törmäys helmikuussa 2013 ja Tunguskan törmäys kesäkuussa 1908 kuuluvat tähän luokkaan, ja näiden asteroidien löytämisessä on vielä paljon tehtävää. Siksi ESAn Planetary Defence Office (planeettapuolustustoimisto) suunnittelee uusien kaukoputkien rakentamista eripuolille maapalloa ja vastaavia tehtäviä avaruuteen parantaakseen asteroidien havaitsemiskykyämme.



keskiviikko 16. marraskuuta 2022

Artemis 1 -lento alkoi

The Space Launch System (SLS) yhtiön Orion kantoraketti ja sen hyötykuorman oleva Artemis-1 miehistöalus pääsi onnistuneesti matkaan ensimmäiselle koelennolleen Kuun ympäri. Lähtö tapahtui tänään (16.11.2022) kello 8.47 Suomen aikaa Nasan Kennedyn avaruuskeskuksesta Floridassa.


Artemis-1aluksen huoltomoduulina on ESAn toimittama European Service Module (ESM), joka ylläpitää Artemis-1 aluksen järjestelmiä mm. tuottamalla aurinkokennoillaan tarvittavan sähkön ja muut elossapitojärjestelmään liittyvät asiat kuten veden, hapen, typen ja lämmönsäädön. Lisäksi ESM on rakettimoottorit, joilla muutetaan rataa ja säädetään avaruusaluksen asentoa.

Artemis-1 miehistöaluksessa tällä ensimmäisellä lennolla ei ole elävää miehistöä. Sen sijaan mukana on kolme miehistöä mallintavaa nukkea, joiden avulla tutkitaan millaiselle kuormituksille miehistö joutuu lennon eri vaiheessa. Kaksi näistä tutkimusnukeista on miehen ja naisen elimistöä mallintavia.

tiistai 1. marraskuuta 2022

Tutkijat löysivät uuden isokokoisen PHA asteroidin

Scott S. Sheppard (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science) johtama tutkimusryhmä[1] on onnistunut havaitsemaan[2] kolme uutta NEA-asteroidia Maan radan sisäpuolelta. Yksinäistä, 2022 AP7, on Apollo-tyypin asteroidi ja määritelty potentiaalisesti uhkaavaksi (PHA), sillä sen radan periheli (0,83 au Auringosta) on Maan radan sisäpuolella ja apheli (5,0 au) on Maan radan ulkopuolella. Asteroidille on määritetty kokoa noin 1,5 km ja kiertoaika on noin 5 vuotta.

Taiteilijan näkemys Atira-tyypin asteroideista. Kuva NSF/ NOIRLab.

Asteroidi ei ole tällä hetkellä törmäyskurssilla maapallon kanssa ja aivan nopeasti se ei muutu edes Jupiterin vaikutuksesta. Tämä johtuu siitä, että asteroidin kiertoaika on lähes synkronissa maapallon kiertoajan kanssa. Maaliskuussa (2022) asteroidin etäisyys Maasta oli 1,4 au ja seuraavan kerran se on näin lähellä maaliskuussa 2027.

Saman tutkimusryhmän havaitsemat kaksi muuta asteroidia, 2021 LJ4 ja 2021 PH27, ovat Atira-tyyppiä, jotka kiertävät Aurinkoa Maan radan sisäpuolella, mutta ne eivät risteä maapallon radan kanssa. 2021 PH27 on vuorovaikutuksessa Venuksen kanssa ja se on PHA Venuksen suhteen. Asteroidin rata voi muuttua tulevaisuudessa niin, että se lopulta törmää Venukseen.

Maan radan sisäpuolella kiertävien asteroidien löytäminen on äärimmäisen vaikeaa. Tutkijat joutuvat tekemään havaintonsa läheltä horisonttia ja havaintoikkuna on hyvin kapea, useimmissa tapauksissa vain 10 minuutin mittainen. Havaittujen kohteiden elongaatiot ovat yleensä olleet 35 – 55° ja niiden kirkkaudet ovat yli 20 magnitudin himmeämmällä puolella. Tulevaisuudessa tutkijat tulevat varmasti löytämään kilometriluokan Atira-asteroideja eikä samaa kokoluokkaa olevien Apollo-tyyppisten asteroidien löytäminen ole mitenkään pois suljettu.

Huomautukset

[1] Tutkimusraportti on julkaistu The Astronomical Journal -tiedejulkaisun Open Access sarjassa vol. 164 no 4, A Deep and Wide Twilight Survey for Asteroids Interior to Earth and Venus ja on luettavissa pdf-formaatissa tässä osoitteessa https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac8cff/pdf.

[2] Havainto tehtiin Chilessä sijaitsevalla Dark Energy Camera’lla, joka sijatsee Cerro Tololo’n observatorio alueella. Teleskoopin pääpeilin halkaisija on 4 m.

 

maanantai 31. lokakuuta 2022

ESO on kuvannut jättiläistähden jäännökset

 eso2214fi — Valokuvan julkistus

Massiivisesta tähdestä on jäljellä vain vaaleanpunainen ja oranssin värinen utuinen jäännös. Tähti räjähti voimakkaasti noin 11 000 vuotta sitten. Kun massiiviset tähdet saavuttavat kehityskaarensa lopun, ne usein räjähtävät supernovaksi kutsutussa purkauksessa. Nämä räjähdykset aiheuttavat shokkiaaltoja, jotka liikkuvat ympärillä olevan kaasun läpi, puristavat sitä kasaan ja luovat monimutkaisia nauhamaisia rakenteita. Vapautuva energia kuumentaa kaasumaisia nauhamaisia rakenteita, jolloin ne loistavat kirkkaasti, kuten tässä kuvassa näkyy. 

Tässä upeassa värikuvassa näkyy jättimäisen tähden aavemaiset jäännökset. Tämä uskomattoman tarkka kuva on otettu VLT Survey Telescope -kaukoputkella, joka sijaitsee Paranalissa Euroopan eteläisen observatorion (ESO:n) havaintopaikassa Chilessä. Kuva ESO/VPHAS+ team. Acknowledgement: Cambridge Astronomical Survey Unit.

Tämän 554 miljoonan pikselin kuvan avulla saamme Vela-supernovajäännöksestä erittäin yksityiskohtaisen kuvan. Supernova on nimetty eteläisen Vela-tähdistön (Purje) mukaan. Koko kuvaan mahtuisi yhdeksän täysikuuta, ja koko pilvi on vielä suurempi. Vain 800 valovuoden etäisyydellä Maasta tämä dramaattinen supernovajäännös on yksi meitä lähimmistä tunnetuista supernovajäännöksistä. 

Tähden räjähtäessä sen uloimmat kerrokset sinkoutuivat ympäröivään kaasuun tuottaen kuvassa näkyviä näyttäviä filamentteja. Tähdestä on jäljellä erittäin tiheä pallo, jossa protonit ja elektronit pakotetaan yhteen neutroneiksi muodostaen neutronitähden. Vela-jäännöksen neutronitähti sijoittuu hieman tämän kuvan ulkopuolelle vasempaan yläkulmaan. Neutronitähti on myös pulsari, joka pyörii oman akselinsa ympäri uskomattomalla nopeudella: yli 10 kertaa sekunnissa.  

Tämä kuva on kooste ESO:n Paranalin observatoriolla Chilessä sijaitsevalla VLT Survey Telescope, eli VST-teleskoopilla otetuista kuvista. Kuvat on otettu OmegaCAM-kameralla. Tämä 268 miljoonan pikselin kamera voi ottaa kuvia useiden eri suotimien läpi, jotka päästävät läpi eri värejä. Tässä nimenomaisessa Vela-jäännöksen kuvassa käytettiin neljää erilaista suodinta, jotka on kuvassa esitetty magentan, sinisen, vihreän ja punaisen väreinä.

VST:n omistaa italialainen National Institute for Astrophysics, eli INAF. Kaukoputkessa on 2,6-metrinen peili, ja se on yksi suurimmista teleskoopeista, joka on erikoistunut yötaivaan laajojen alueiden havainnointiin näkyvässä valossa. Tämä kuva on esimerkki tuloksista, joita näillä kartoituksilla saadaan. Kuva on osa VST Photometric Hα Survey of the Southern Galactic Plane and Bulge (VPHAS +) taivaankartoitusta. Yli seitsemän vuoden aikana tämä tutkimus on kartoittanut huomattavan osan kotigalaksistamme. Tämän ansiosta tähtitieteilijät ymmärtävät paremmin, kuinka tähdet muodostuvat, kehittyvät ja lopulta joko tuhoutuvat, muodostuvat neutronitähdiksi tai luhistuvat valkoisiksi kääpiöiksi.


maanantai 24. lokakuuta 2022

Suomalaisten tähtiharrastajien havainnot johtivat uuden revontuli-ilmiön löytymiseen

Ursan Taivaanvahti-palveluun raportoidut erikoiset revontulet ovat johtaneet uuden revontuli-ilmiön löytymiseen. Aiemmin tuntematon RAGDA-revontulimuoto sai selityksensä yhteistyössä Bostonin yliopiston tutkijoiden kanssa. 

Ilmiön kintereille päästiin lokakuussa 2018, jolloin tähtiharrastaja Emma Bruus kuvasi Rautalammilla kirkkaiden revontulten yhteydessä punaisen kaaren. Hän arveli sitä ensin harvinaiseksi, niin kutsutuksi SAR-kaareksi (Stable Auroral Red Arc).

RAGDA-revontulimuoto eli punainen kaari vihreällä udulla Ikaalisten taivaalla. Kuvan käyttö sallittu ainoastaan tästä löydöstä uutisoitaessa. Kuva Heidi Rikala / Tähdet ja avaruus.

Sen välittömässä läheisyydessä oli erikoisia turkoosinvihreitä, utuisia läiskiä, jotka kiinnittivät huomioni”, Bruus kertoo Tähdet ja avaruus [1] -lehdelle. Hän jäi pohtimaan niiden olemusta.

Myöhemmin samana syksynä tähtiharrastaja Heidi Rikala kuvasi punaisen kaaren, jonka vieressä oli samanlaisia läiskiä Ikaalisissa ja latasi havaintonsa Taivaanvahtiin. 

Bruus pani merkille raportin, ja innostui selvittämään Taivaanvahdin havaintoja vastaavanlaisista tapauksista. Kun havaintoja oli pian kasassa yli kymmenen, hän kokosi harrastajista koostuvan työryhmän etsimään lisähavaintoja ja dokumentoimaan ilmiötä tarkemmin. Lopulta havaintoja löytyi yli 70.

Bruus esitteli erikoiset havainnot kansainvälisessä revontuli-workshopissa lokakuussa 2021. Kokoukseen osallistui Bostonin yliopiston revontulitutkimustyöryhmän vetäjä, professori Toshi Nishimura.

Nishimura tunnisti, ettei käsitelty ilmiö vaikuttanut ainakaan normaalilta SAR-kaarelta. Hän tiesi, että vihreän ja punaisen emissioita oli aiemminkin raportoitu, mutta havaintojen kokonaisuus ja muotojen käyttäytyminen oli poikkeuksellista. ”Kukaan osallistujista, minä mukaan lukien, ei pystynyt selittämään tällaista revontulten kehitystä”, hän kertoo. 

Toshi Nishimura ja Emma Bruus Massachusettsin Haystack-observatorion ulkopuolella. Kuvan käyttö sallittu ainoastaan tästä löydöstä uutisoitaessa. Kuva Carlos Martinis / Tähdet ja avaruus.


Havainnot yhdistyvät satelliittimittauksiin

Nishimura ryhtyi selvittämään nyt havaittuja erikoisia revontulimuotoja yhdessä harrastajien kanssa. Samalla Bruusin työryhmä pääsi käsiksi ammattimaisiin tietolähteisiin, joihin kuului muun muassa magnetometrien, revontulitutkien ja taivaskameroiden dataa.

Työryhmän Eero Karvisen tehtävänä oli käydä läpi satelliittimittauksia öiltä, joina harrastajat olivat kuvanneet punaisen kaaren ja sen vieressä vihreää utuista valoa. "Sopivien havaintojen löytämisessä oli haasteensa", Karvinen kertoo Tähdet ja avaruus -lehdelle. "Tarvittiin kirkas yötaivas, aurinkotuulen hiukkasia mittaavan satelliitin ylitys sekä sopiva revontulialimyrskyn vaihe kaikki samaan aikaan."

Lopulta Taivaanvahdista löytyivät Rikalan ja Lauri Kankaan tekemät havainnot, joista oli olemassa samaan aikaan tehtyjä satelliittimittauksia. Kolmas tutkimukseen sopiva havainto saatiin kanadalaiselta tähtiharrastajalta Alan Dyerilta.

Aurinkotuulen protonit synnyttävät uuden revontulimuodon

Tutkimuksessa selvisi, että toisin kuin SAR-kaaret, harrastajien kuvaamat punaisen kaaren ja utuisen vihreän muodostelmat aiheutuvat Auringon hiukkasvirrasta eli aurinkotuulesta.

Tavanomaiset revontulet syntyvät aurinkotuulen elektroneista, mutta nyt löytynyt ilmiö saa alkunsa paljon raskaammista hiukkasista, protoneista. Uusi ilmiö syntyy ketjureaktiossa, jossa ilmakehän atomiin törmännyt protoni irrottaa siitä elektronin. Elektroni puolestaan törmää ilmakehän molekyyliin, ja sen saama lisäenergia vapautuu revontulivalona.

"Olimme pitkään ihmetelleet, miten tällainen kahden päällekkäisen värin revontulimuoto oli mahdollinen. Oli upeaa viimein saada selitys ilmiölle", Emma Bruus kertoo. "Tässä havaintojen määrällä oli ratkaiseva merkitys. Näin suuri määrä järjestelmällisesti tallennettuja tapauksia osoitti, että ilmiö oli todellinen ja toistuva."

Nyt löydetty ilmiö sai ulkonäkönsä mukaan nimen Red Arc with Green Diffuse Aurora (RAGDA)(2) eli ”Punainen kaari vihreällä udulla”. Projekti on antanut tutkijoille runsaasti uutta tietoa siitä, miten protonit vuorovaikuttavat ilmakehän kanssa.

Viime vuosikymmeniltä tunnetaan vain pari aiempaa tapausta, jossa kansalaistieteilijät ovat löytäneet uuden revontuli-ilmiön. Vuonna 2017 kanadalaiset harrastajat auttoivat Calgaryn yliopiston tutkijoita tunnistamaan STEVEksi nimetyn revontulimuodon, jonka yhteydessä saattoi esiintyä Säleaidaksi kutsuttu ilmiö.

Vuonna 2020 julkistettiin Helsingin yliopiston Minna Palmrothin johdolla suomalaisten harrastajien kuvaamat revontulidyynit.

Bostonin yliopiston Toshi Nishimuran mukaan on poikkeavaa, että harrastajat löytävät uusia revontulia. "STEVE ja säleaita sekä dyynit ovat ainoita aiempia esimerkkejä, joista olen tietoinen, joten se on harvinaista." 

Sekä dyynien, että nyt RAGDAn tapauksessa lähes kaikki alun perin ilmiöstä raportoidut havainnot saatiin kerättyä Ursan Taivaanvahdista.

"Nämä ovat merkittäviä ja yllättäviä löytöjä", Nishimura toteaa. "Maailmalla on useita revontulihavaintoja kerääviä tietokantoja, mutta yksityiskohtaista tietoa kuvista keräävä ja tapahtumien haun mahdollistava Taivaanvahti on niistä paras."

Huomautukset

[1] Suomessa löydöstä kertoo uusin Tähdet ja avaruus -lehti (7/2022).

[2]Lyhennenimi RAGDA on otettu käyttöön tutkimuksen julkaisemisen jälkeen. 

sunnuntai 23. lokakuuta 2022

Massiivinen musta aukko löytyi läheltä

Kaksi tutkimusryhmää on tehnyt mustasta aukosta käyttämällä mm. Gaia DR3 tietoja tutkimuksissaan. Löydetyllä mustalla aukolla on binäärinen kumppani, joka on Aurinkoa hieman pienempi tavallinen tähti. Tavallisesti tällaiset kaksoisjärjestelmät ovat hyvin tiiviittä, mutta tällä kertaa tavallinen tähti kiertää mustaa aukkoa kerran noin 185,4 vuorokaudessa, joka vastaa etäisyyttä 1,49 au.

Hiusristikko merkitsee äskettäin löydetyn hirviön mustan aukon sijaintia. Sloan Digital Sky Survey / S. Chakrabart et al.


Johtuen kumppanitähden suurehkosta etäisyydestä, tällä mustalla aukolla ei näytä olevan kertymäkiekkoa ympärillään. Tästä syystä se on erittäin vaikea havaita ja ainoat viitteet sen olemassaolosta on kumppanitähden huojunta ja satunnaiset röntgensäteilyn havainnot.

Gaian havaitsema tähti on saanut tunnuksen DR3 4373465352415301632 ja se sijaitsee Käärmeenkantajan tähdistössä 1 545 valovuoden etäisyydellä. Näkyvän tähden massa on noin 0,91 MSun, säde 1,00 RSun, luminositeetti 1,18 LSun ja efektiivinen lämpötila 5972 ± 100 K. Mustan aukon massaksi tutkijat laskevat noin 11,9 MSun. Tämän tutkimuksen teki tohtori Sukanya Chakrabarti’n (Department of Physics and Astronomy, University of Alabama, Huntsville) johtama tutkimusryhmäs ja se löytyy arxiv.org nettisivustolta.

Toinen tutkimusryhmä johtajanaan Kareem El-Badry (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)) ovat päätyneet hieman erilaisiin tuloksiin. Tähden etäisyydeksi ilmoitetaan 1 564 valovuotta ja mustan aukon massaksi he ovat laskeneet 9,8 MSun. Erisuuruinen massa voi selittyä tutkimusmenetelmien eroilla, sillä muutoin tutkimukset ovat yhteneväisiä virherajojen puitteissa. Jälkimmäinen ryhmä nimesi kohteen Gaia BH1:ksi. Tämä tutkimusraportti löytyy tästä.

Yli kymmenen auringonmassaisen mustan aukon syntyminen kaksoistähtiparista ei ole vielä kovin tarkasti selvillä. Musta aukon massa on niin suuri, että se voi syntyä vain hyvin massiivisen (15–50 MSun) tähden ytimen luhistuessa. Ennen luhistumista massiivisesta tähdestä tulee superjättiläinen, jonka ulkopinta on täytynyt olla paljon kauempana (> 400 au) kuin mitä nykyinen Auringon kaltainen G-luokan tähti sijaitsee. Toisin sanoen nyt tavallisena tähtenä näkyvä kappale on joutunut superjättiläisen sisään, jossa olosuhteet ovat sellaiset, että tähti tuskin on selvinnyt riittävän pitkään ennen massiivisemman tähden luhistumista mustaksi aukoksi. Tutkijat ajattelevatkin, että selitys saattaa olla siinä, että tähtijärjestelmä on ollut kolmoistähtijärjestelmä. Tällöin kolmas tähti on joutunut mustaan aukkoon kasvattaen sen massaa ja alkuperäinen luhistuva tähti on ollut merkittävästi vähemmän massiivinen kuin miltä se nykyisin näyttää. 


perjantai 21. lokakuuta 2022

Kirkkain gammapurkaus mitä koskaan on havaittu

Lokakuun 9. päivänä (2022) havaittiin Nuolen tähdistössä gammapurkaus, jonka voimakkuus yllätti tutkijat. Havaintoja tehtiin laaja-alaisesti useilla eri instrumenteilla niin avaruudessa kuin maanpinnallakin. Purkaus sai tunnuksen GRB 221009A ja sen etäisyydeksi laskettiin noin 1,9 miljardia valovuotta. Tutkijat arvioivat purkauksen syntyneen musta aukon muodostumisesta.

ESA/XMM-Newton/Pedro Rodriguez (Serco Gestión de Negocios S.L. for ESA - European Space Agency)/Andrea Tiengo (IUSS Pavi).

Purkaus havaittiin SOHO aurinko-observatoriossa Maan ja Auringon välissä sijaitsevassa Lagrangen pisteessä L1. Havaintolaite oli hiukkasilmaisi EPHIN, joka havaitsi voimakkaan signaalin kello 13.20 UTC aikaa. Sama purkaus havaittiin myös Gaia-satelliitissa ja Integral-observatorion IBIS/ISGRI -instrumentilla, jolla saatiin kuvattua purkauksen jälkihehku noin vuorokausi tapahtuman jälkeen. Myös muut Integralin havaintoinstrumentit havaitsivat purkauksen kuten SPI/ACS mittasi suoraan purkauksesta saapuvaa gammasäteilyä.

XMM-Newton avaruusröntgenkaukoputki sai valokuvattua purkauksen sijaintipaikan. Myös ESAn Solar Orbiter ja BepiColombo -luotaimet havaitsivat purkauksen omilla instrumenteillaan. Solar Orbiterin EPD-instrumentti mittasi sekundaarisia energisiä hiukkasia ja BepiColombo puolestaan havaitsi gammasäteilypurskeen.

Ylävasen: ESA/Integral/Volodymyr Savchenko (ISDC, Geneven yliopisto, EPFL)/Carlo Ferrigno (ISDC, Geneven yliopisto) Oikea yläkulma: ESA/XMM-Newton/Pedro Rodriguez (Serco Business Management SL ESA:lle - European Space) . Agency)/Andrea Tiengo (IUSS Pavi) Alhaalla vasemmalla: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO Alhaalla oikealla: ESA/SOHO, COSTEP/EPHIN Team, Univ. Kielistä, Saksasta.

Gammapurkaus havaittiin myös maanpinnalla. Gemini South teleskoopilla (Chile) Jillian Rastinejad (Northwestern University) havaitsi jälkihehkua.

Tasmaniassa tohtori Andrew Klelociuk havaitsi maaperässä kulkevia VLF-sähkövirrassa voimakkaan piikin juuri purkauksen aikaan. Maaperän sähkövirrat olivat yhtenevät Solar Orbiterin STIX-instrumentin mittaustietojen kanssa. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun tiettävästi gammapurkauksen havaittiin vaikuttava VLF-sähkövirtoihin. Aikaisemmin on havaittu gammapurkausten vaikuttavan Maan ionosfääriin ionisoitumista lisäävästi.



torstai 13. lokakuuta 2022

Raskain tähän mennessä löydetty alkuaine eksoplaneetan ilmakehässä

eso2213 — Tiedejulkaisu

Tähtitieteilijät ovat löytäneet Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) avulla eksoplaneetan ilmakehästä raskaimman toistaiseksi löydetyn alkuaineen - bariumin. Bariumin löytyminen korkealta erittäin kuumien kaasujättiläisten WASP-76 b ja WASP-121 b ilmakehistä oli yllätys. Nämä kaksi eksoplaneettaa ovat Aurinkokuntamme ulkopuolella tähtien kiertoradoilla olevia planeettoja. Tämä odottamaton löytö herättää kysymyksiä siitä, millaisia nämä eksoottiset ilmakehät voisivat olla.

Tässä taiteilijan tekemässä kuvassa näkyy erittäin kuuma aurinkokuntamme ulkopuolella oleva eksoplaneetta siirtymässä emotähtensä eteen. Kun tähden valo kulkee planeetan ilmakehän läpi, se suodattuu kulkiessaan kaasumaisen kerroksen alkuaineiden ja molekyylien läpi. Näiden alkuaineiden ja molekyylien aiheuttamat sormenjäljet voidaan havaita herkillä instrumenteilla maapallolta. Kuva ESO/M. Kornmesser.

"Hämmentävää on se, että miksi näiden planeettojen ilmakehän ylemmissä kerroksissa on niin raskaita alkuainetta?" sanoo Tomás Azevedo Silva, Porton yliopiston ja portugalilaisen Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaçon (IA) tohtoriopiskelija, joka johti tänään Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistua tutkimusta.

WASP-76 b ja WASP-121 b eivät ole tavallisia eksoplaneettoja. Molemmat tunnetaan erittäin kuumina jupitereina, koska ne ovat kooltaan verrattavissa Jupiteriin. Niiden pintalämpötilat ovat erittäin korkeita, yli 1000 °C. Tämä johtuu niiden läheisyydestä isäntätähtiensä kanssa, mikä tarkoittaa myös sitä, että kiertorata kunkin tähden ympäri kestää vain yhdestä kahteen vuorokautta. Tämä tekee planeetoista melko eksoottisia, esimerkiksi WASP-76 b:ssä tähtitieteilijät epäilevät sateen olevan rautaa.

Mutta silti tutkijat yllättyivät löytäessään bariumia, joka on 2,5 kertaa raskaampaa kuin rauta, WASP-76 b:n ja WASP-121 b:n yläilmakehistä. "Planeettojen suuren gravitaation vuoksi odotimme raskaiden alkuaineiden, kuten bariumin putoavan nopeasti ilmakehän alempiin kerroksiin", selittää toinen kirjoittaja Olivier Demangeon, tutkija myös Porton yliopistosta ja IA:sta.

"Tämä oli tavallaan "vahingossa" tehty löytö”, Azevedo Silva sanoo. "Emme odottaneet tai etsineet erityisesti bariumia, ja meidän piti tarkistaa, että se todella oli peräisin planeetalta, koska sitä ei ollut koskaan aiemmin nähty missään eksoplaneetassa.

Se tosiasia, että bariumia havaittiin näiden molempien ultrakuumien jupiterien ilmakehissä, viittaa siihen, että tämä planeettaluokka saattaa olla vieläkin oudompia kuin aiemmin ajateltiin. Vaikka näemme joskus omalla taivaallamme bariumia ilotulitteiden kirkkaanvihreänä värinä, tiedemiehille kysymys on, mikä luonnollinen prosessi voisi saada tämän raskaan alkuaineen olemaan niin korkealla näillä eksoplaneetoilla. "Tällä hetkellä emme ole varmoja, mitkä mekanismit taustalla ovat", Demangeon selittää.

Tämä kuva esittää näkymän eksoplaneetta WASP-76 b:n yöpuolta. Erittäin kuumalla jättiläiseksoplaneetalla on päiväpuoli, jossa lämpötilat nousevat yli 2400 celsiusasteen, joka on riittävän korkea jopa metallien höyrystämiseen. Voimakkaat tuulet kuljettavat rautahöyryä viileämmän yön puolelle, jossa se tiivistyy rautapisaroiksi. Kuvan vasemmalla puolella näemme eksoplaneetan iltarajan, jossa näkymä siirtyy päivästä yöhön. Kuva ESO/M. Kornmesser.


Eksoplaneettojen ilmakehien tutkimuksessa erittäin kuumat jupiterit ovat erittäin hyödyllisiä. Kuten Demangeon selittää: "Kaasumaisena ja kuumana niiden ilmakehät ovat hyvin laajoja, joten niitä on helpompi havaita ja tutkia kuin pienempien tai viileämpien planeettojen ilmakehiä."

Eksoplaneetan ilmakehän koostumuksen määrittäminen vaatii hyvin erikoistuneita laitteita. Ryhmä käytti ESPRESSO -instrumenttia ESO:n VLT:ssä Chilessä analysoidakseen tähtivaloa, joka oli suodattunut WASP-76 b:n ja WASP-121 b:n ilmakehien läpi. Tämä mahdollisti useiden alkuaineiden selkeän havaitsemisen niissä, mukaan lukien barium.

Nämä uudet tulokset osoittavat, että olemme vain raapaisseet eksoplaneettojen mysteerien pintaa. Tulevaisuuden instrumenteilla, kuten korkean resoluution ArmazoNes High Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), joka toimii ESO:n tulevassa Extremely Large Telescopessa (ELT), tähtitieteilijät voivat havaita suurten ja pienten eksoplaneettojen, mukaan lukien Maan kaltaisten kiviplaneettojen ilmakehiä paljon syvemmältä ja kerätä lisää vihjeitä näiden outojen maailmojen ominaisuuksista.

Tämä tutkimus julkaistiin Astronomy & Astrophysics -julkaisussa "Bariumin havaitseminen ultrakuumakaasujättiläisten WASP-76b ja WASP-121b ilmakehissä" (doi: 10.1051/0004-6361/202244489).


keskiviikko 12. lokakuuta 2022

DART-luotaimen törmäyksen vaikutukset ylittivät odotukset

NASAn Double Asteroid Redirection Test (DART) -tutkimusryhmän kahden viime viikon aikana keräämien tietojen analyysi osoittaa, että avaruusaluksen kineettinen vaikutus Dimorphosin muutti onnistuneesti asteroidin kiertorataa. Tämä on ensimmäinen kerta, kun ihmiskunta on muuttanut tarkoituksella taivaankappaleen liikettä, ja ensimmäinen täysimittainen asteroidin poikkeutustekniikan testaus.

Tämä NASAn Hubble-avaruusteleskoopin 8. lokakuuta 2022 ottama kuva osoittaa, että Dimorphosin pinnalta irtoaa pölyä edelleen 285 tuntia DARTin törmäyksen jälkeen. Irtoavalla materiaalilla on pieni oma vaikuksensa asteroidin kiertorataan. Pyrstön muoto on myös muuttunut ajan myötä. Kuva NASA/ESA/STScI/Hubble.


Meillä kaikilla on velvollisuus suojella kotiplaneettamme. Loppujen lopuksi se on ainoa, joka meillä on", sanoi NASAn johtaja Bill Nelson. "Tämä tehtävä osoittaa, että NASA yrittää olla valmis kaikkeen, mitä universumi meille tarjoaa. Tämä on vedenjakaja planeetan puolustukselle ja koko ihmiskunnalle, mikä osoittaa NASAn poikkeuksellisen tiimin ja kumppaneiden sitoutumista ympäri maailmaa."

Ennen DARTin törmäystä Dimorphosilla kesti 11 h 55 minuuttia kiertää sitä massiivisempi Didymos-asteroidi. DARTin tarkoituksellisesta törmäyksestä Dimorphosiin syyskuun 26. päivästä lähtien tähtitieteilijät ovat käyttäneet maan päällä olevia teleskooppeja mitatakseen kuinka paljon kiertoaika on muuttunut. Nyt tutkintaryhmä on vahvistanut, että avaruusluotaimen törmäys muutti Dimorphoksen kiertoaikaa 32 minuutilla, mikä lyhensi sen 11 h 23 minuuttiin. Tämän mittauksen epävarmuusmarginaali on noin plus tai miinus 2 minuuttia.

Ennen kohtaamistaan ​​NASA oli laskenut Dimorphoksen onnistuneen kiertoratajakson muutokseksi vähintään 73 sekuntia. Nämä varhaiset tiedot osoittavat, että DART ylitti tämän vähimmäisvertailuarvon yli 25-kertaisesti. 

"Tämä tulos on yksi tärkeä askel kohti DARTin vaikutuksen täydellistä ymmärtämistä kohdeasteroidiin", sanoi Lori Glaze, NASA:n planeettatiedeosaston johtaja NASA:n päämajassa Washingtonissa. "Kun uutta tietoa tulee joka päivä, tähtitieteilijät voivat paremmin arvioida, voitaisiinko DARTin kaltaista tehtävää käyttää tulevaisuudessa (maapallon) asteroideilta suojelemiseen, jos löydämme uhkaavan asteroidin, ja miten se tapahtuisi.

Tutkintaryhmä hankkii edelleen tietoja maassa sijaitsevista observatorioista ympäri maailmaa – sekä NASA Jet Propulsion Laboratoryn Goldstonen planeettatutkan Kaliforniassa ja National Science Foundationin Green Bank Observatoryn Länsi-Virginiassa olevista tutkista. He päivittävät kiertoaikamittauksia säännöllisillä havainnoilla parantaakseen sen tarkkuutta.

Tärkeintä on nyt määrittää liikemäärän muutoksen tehokkuutta DARTin noin 6,25 km/s törmäyksestä kohteensa kanssa. Tämä sisältää lisäanalyysin useiden kymmenien tonnien massaisen heitteen vaikutuksesta, joka sinkoutui avaruuteen törmäyksen seurauksena. Tämän pölyn sinkoutumisen aiheuttama rekyyli vahvisti huomattavasti DARTin törmäyksen vaikutusta.

Jotta voidaan onnistuneesti ymmärtää ulospurkautuvan pölyn vaikutusta, tarvitaan lisätietoja asteroidin fysikaalisista ominaisuuksista, kuten sen pinnan ominaisuuksista ja kuinka kiinteä se on. Näitä asioita tutkitaan edelleen.

"DART on antanut meille kiehtovia tietoja sekä asteroidin ominaisuuksista että kineettisen iskun tehokkuudesta planeettapuolustusteknologiana", sanoi Nancy Chabot, DART-koordinointijohtaja Johns Hopkins Applied Physics Laboratorysta (APL) Laurelissa, Marylandissa. "DART-tiimi jatkaa työskentelyä tämän runsaan datan parissa ymmärtääkseen täysin tämän ensimmäisen planeettapuolustustestin asteroidien ratojenmuutokseen."

Tätä analyysiä varten tähtitieteilijät jatkavat DARTin kuvaamista ja Italian avaruusjärjestön Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids (LICIACube) -kuvien tutkimista Dimorphosista asteroidin massan ja muodon arvioimiseksi. Noin neljän vuoden kuluttua Euroopan avaruusjärjestön Hera-projektin on myös suunniteltu suorittavan yksityiskohtaisia ​​havaintoja sekä Dimorphosista että Didymosista, keskittyen erityisesti DARTin törmäyksen jättämään kraatteriin ja Dimorphoksen massan tarkkaan mittaukseen.

Havaintodataa NASAn DART-tiimi on saanut Goldstone Green Bankin observatoriosta, Swope-teleskooppilta Las Campanasin observatoriolta Chilessä, tanskalaiselta teleskoopilta La Sillan observatoriolta Chilestä ja Las Cumbresin maailmanlaajuiselta teleskooppiverkkostolta Chilestä ja Etelä-Afrikasta.

torstai 6. lokakuuta 2022

NASAn ja SpaceX:n miehistö 5 laukaistiin kohti ISS:aa

Lähtö tapahtui auringonpaisteessa iltapäivällä Floridan avaruusrannikolla heti kello 19 jälkeen Suomen aikaa. NASA:n astronautit Nicole Aunapu Mann ja Josh Cassada sekä JAXA:n (Japan Aerospace Exploration Agency) astronautti Koichi Wakata ja Roscosmos-kosmonautti Anna Kikina ovat miehistönä Crew-5 -lennolla, joka vie heidät Kansainväliselle avaruusasemalle noin kuukaudeksi.

SpaceX:n Falcon 9 -raketti ja Dragon-avaruusalus, nimeltään Endurance, nousevat laukaisualustalta 39A Kennedy Space Centerissä Floridassa 5. lokakuuta 2022 Crew-5:n tehtävää varten kansainväliselle avaruusasemalle. Kuva: NASA/Kim Shiflett.

Kantorakettina oli SpaceX:n Falcon 9 -raketti ja sen kärjessä oli Dragon-avaruusalus – nimeltään Endurance – nousi Kennedyn laukaisukompleksista 39A paikallista aikaa keskipäivällä. Miehistön jäsenillä oli edessään 29 tunnin matka kansainväliselle avaruusasemalle tiederetkikuntaan.

Crew-5 lento on ensimmäinen avaruuslento Mannille, Cassadalle ja Kikinalle ja viides Wakatalle. Tämä on kuudes SpaceX-lento NASAn astronautien kanssa – mukaan lukien Demo-2:n testilento vuonna 2020 avaruusasemalle – osana viraston Commercial Crew Program -ohjelmaa. Mann on ensimmäinen Pohjois-Amerikan alkuperäisväestöön kuuluva nainen avaruudessa.

Telakointi ISS:aan tapahtuu tänään torstaina (6.10.2022) kello 21.15 Suomen aikaa. Telakoinnin jälkeen Expedition 68 seitsemän jäsenen miehistö toivottaa Crew-5:n miehistöt tervetulleiksi asemalle. NASAn SpaceX Crew-4 -tehtävän astronautit irtautuvat avaruusasemalta ja laskeutuvat Floridan rannikolle myöhemmin tässä kuussa.

Crew-5:n on määrä oleskella avaruusasemalla pitkäkestoisesti enintään kuusi kuukautta ennen paluutaan Maahan keväällä 2023.

Suunniteltuihin kokeisiin kuuluu fysiologisia tutkimuksia avaruuden olosuhteiden vaikutuksesta ihmisen elimistöön, polttoainejärjestelmien toimivuustestejä ja sydänsairauksien tutkimuksen edistämisestä. Nämä ovat vain osa yli 200 tieteellisestä kokeesta ja teknologian esittelystä, jotka suoritetaan Crew-5-operaation aikana.

Lähdön jälkeen Crew-5 teki joukon ratakorjauksia, jotta telakointi Kansainväliseen avaruusasemaan tapahtuisi aikataulun mukaisesti.

NASA TV verkkosivusto tarjoaa ohjelmaa tulevista Crew-5-lennon tärkeimmistä tapahtumista. Torstaina 6. lokakuuta suoralähetys NASA-TV:ssä alkaa kello 22.15 EEST. Telakointi tapahtuu noin puolitoista tuntia myöhemmin ja lähetys seuraa Endurancen ja ISS:n välisten luukkujen avaamista ja tervetuloaseremoniaa.

torstai 29. syyskuuta 2022

Webb ja Hubble tallensivat yksityiskohtaisia näkymiä DARTin törmäyksestä

Kaksi suurta observatoriota, NASA/ESA/CSA James Webb-avaruusteleskooppi ja NASA/ESA Hubble-avaruusteleskooppi, ovat ottaneet kuvia ainutlaatuisesta kokeesta, jolla avaruusalus murskattiin pieneen asteroidiin. NASAn Double Asteroid Redirection Test (DART) – luotaimen törmäys on ensimmäinen kerta, kun Webbia ja Hubblea käytettiin tarkkailemaan samanaikaisesti samaa kohdetta.

Nämä kuvat, Hubblen vasemmalla ja Webbin oikealla, jotka otettiin Dimorphosista useita tunteja sen jälkeen, kun DART osui asteroidikuuhun. Kuvat NASA, ESA, CSA ja STScI.


DART törmäsi tarkoituksella Dimorphosiin 26. syyskuuta 2022 klo 14.15 EEST. Asteroidi on Didymosin kaksoisasteroidijärjestelmän kuun. Se oli maailman ensimmäinen kineettisen törmäystekniikan testi, jossa avaruusaluksella ohjattiin asteroidia muuttamaan kohteen kiertorataa. DART on testi maapallon puolustamiseksi mahdollisia asteroideja tai komeettoja vastaan.

Havainnot ovat enemmän kuin vain toiminnallinen virstanpylväs kummallekin teleskoopille – on olemassa myös keskeisiä tieteellisiä kysymyksiä, jotka liittyvät aurinkokuntamme rakenteeseen ja historiaan, joita tutkijat voivat tutkia yhdistäessään näiden observatorioiden ominaisuuksia.

Nämä NASA/ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin ottamat kuvat on otettu 22 minuuttia, 5 tuntia ja 8,2 tuntia DART törmäyksen jälkeen. Kuvissa näkyy laajenevia heitepilviä asteroidista. Kuvat NASA, ESA, CSA ja STScI.


Webbin ja Hubblen yhdessä tekemät havainnot antavat tutkijoille mahdollisuuden saada tietoa Dimorphoksen pinnan rakenteesta ja siitä, kuinka paljon materiaalia törmäyksessä sinkoutui ja kuinka nopeasti se tapahtui. Lisäksi Webbin ja Hubblen välisen suuren aallonpituuksien vaikutuksen tarkkaileminen paljastaa hiukkaskokojen jakautumisen laajentuvassa pölypilvessä, mikä auttaa määrittämään, heittikö se pois paljon suuria kappaleita vai enimmäkseen hienoa pölyä. Näiden tietojen yhdistäminen auttaa tutkijoita ymmärtämään, kuinka tehokkaasti kineettinen isku voi muuttaa asteroidin kiertorataa.

Webb teki yhden havainnon törmäyspaikasta ennen törmäystä ja sitten useita havaintoja seuraavien muutaman tunnin aikana. Webbin Near-Infrared Camera (NIRCam) -kameran kuvissa näkyy tiukka, kompakti ydin, jossa materiaalisävyt näkyvät sirpaleina, jotka virtaavat pois iskukohdan keskustasta.

Vaikutusten havainnointi Webbillä toi lentotoiminnan, suunnittelun ja tiederyhmille erittäin ainutlaatuisia haasteita. Koska asteroidi etenee taivaalla, tiimit työskentelivät törmäystä edeltäneiden viikkojen aikana mahdollistaakseen ja testatakseen menetelmää, jolla seurataan asteroideja, jotka liikkuvat yli 3 kertaa nopeammin kuin Webbille asetettu alkuperäinen seurannan nopeusrajoitus.

Tämä Webbin NIRCam -instrumentin ottama kuva näyttää Dimorphosin noin 4 tuntia törmäyksen jälkeen.  Kuvassa näkyy tiivis, kompakti ydin ja materiaalisäteet, jotka virtaavat pois iskukohdan keskustasta. Terävät piikit ovat Webbin kahdeksan diffraktiosäteitä, jotka aiheutuvat teleskoopin rakenteista. Kuva NASA, ESA, CSA ja STScI.


Tutkijat aikovat myös tarkkailla asteroidia tulevina kuukausina käyttämällä Webbin keski-infrapunainstrumenttia (MIRI) ja Webbin lähi-infrapunaspektrografia (NIRSpec). Spektroskooppiset tiedot antavat tutkijoille käsityksen asteroidin kemiallisesta koostumuksesta.

Webb havaitsi törmäyksen vaikutuksia yhteensä viiden tunnin aikana ja otti 10 kuvaa. Tiedot kerättiin osana Webbin Cycle 1 Guaranteed Time Observation Program 1245 -ohjelmaa, jota johti Heidi Hammel Astronomy-yliopistojen liitosta (AURA).

Hubble onnistui myös tallentamaan havaintoja kuusta ennen törmäystä, sitten taas 15 minuuttia sen jälkeen, kun DART törmäsi Dimorphosin pintaan. Hubblen laajakuvakameran kolme kuvaa näyttävät törmäyksen näkyvässä valossa. Iskusta poistuva heitteet näyttävät säteiltä, ​​jotka lähtevät asteroidin pinnasta.

Jotkut säteistä näyttävät olevan hieman kaarevia, mutta tähtitieteilijöiden on tarkasteltava tarkemmin, mitä tämä voisi tarkoittaa. Hubble-kuvissa tähtitieteilijät arvioivat, että Didymosin kirkkaus kasvoi kolmin kertaiseksi törmäyksen jälkeen, ja he ovat myös erityisen kiinnostuneita siitä, kuinka kirkkaus pysyi vakaana jopa kahdeksan tuntia törmäyksen jälkeen.

Hubble tarkkailee Dimorphosta vielä kymmenen kertaa seuraavan kolmen viikon aikana. Nämä säännölliset, suhteellisen pitkän aikavälin havainnot, kun heitepilvi laajenee ja himmenee ajan myötä, maalaavat täydellisemmän kuvan pilven laajenemisesta ulostyöntymisestä sen katoamiseen.

Hubble otti 45 kuvaa juuri ennen DARTin Dimorphos-iskua ja sen jälkeen. Hubble-tiedot kerättiin osana Cycle 29 General Observers Program 16674 -ohjelmaa.

Lokakuussa 2024 lähtevä ESAn Hera-luotain suorittaa yksityiskohtaisia iskun jälkeisiä havaintoja kohteena olevasta asteroidista Dimorphosista. Hera muuttaa suuren mittakaavan kokeilun hyvin ymmärrettäväksi ja toistettavaksi planeettapuolustustekniikaksi. Hera esittelee uusia tekniikoita autonomisesta navigoinnista asteroidin kiertoradalla matalassa gravitaatiossa tapahtuviin operaatioihin. Hera on ihmiskunnan ensimmäinen luotain, joka kohtaa binaarisen asteroidijärjestelmän ja Euroopan lippulaivan Planetary Defenderin.

NASAn DART- ja ESAn Hera-luotaimet tukevat samat kansainväliset tiedemiesten ja tähtitieteilijöiden ryhmät, ja se tapahtuu kansainvälisen yhteistyön kautta nimeltä AIDA – Asteroid Impact and Deflection Assessment. Planeetan puolustuksella ei ole rajoja, ja se on loistava esimerkki siitä, mitä kansainvälisellä yhteistyöllä voidaan saavuttaa.