Ensimmäinen suora kuva mustasta aukosta, josta lähtee voimakas suihku

 eso2305fi — Tutkimustiedote, suomennos Pasi Nurmi, Turun yliopisto

Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa havainneet samassa kuvassa Messier 87-galaksin (M87) keskellä olevan mustan aukon varjon ja siitä lähtevän voimakkaan suihkun. Havainnot on tehty vuonna 2018 seuraavilla teleskoopeilla: Global Millimetre VLBI Array (GMVA), Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), jossa ESO on mukana kumppanina, ja Greenland Telescope (GLT). Uuden kuvan ansiosta tähtitieteilijät ymmärtävät nyt paremmin, miten mustat aukot voivat saada tällaisia voimakkaita suihkuja aikaiseksi.

Kuvassa näkyy ensimmäistä kertaa yhdessä mustan aukon suihku ja varjo M87-galaksin keskustassa. Havainnot on otettu Global Millimetre VLBI Array (GMVA),  Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) teleskoopilla, jonka kumppani ESO on, ja Greenland Telescopella. Kuva antaa tutkijoille mahdollisuuden ymmärtää, miten voimakas suihku on muodostunut. Uudet havainnot paljastivat myös, että mustan aukon rengasrakenne, joka näkyy kuvan suurennoksessa, on 50 prosenttia suurempi kuin lyhyemmillä aallonpituukisilla havaitussa Event Horizon Telescope (EHT) kuvassa. Tämä viittaa siihen, että uudessa kuvassa näkyy enemmän mustaan aukkoon putoavaa materiaa kuin mitä EHT:n avulla pystyttiin näkemään. Kuva R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).

Useimpien galaksien keskellä on supermassiivinen musta aukko. Vaikka mustat aukot tunnetaan niiden kyvystä imaista ainetta niiden välittömästä ympäristöstään, ne voivat myös saada aikaiseksi voimakkaita ainesuihkuja, jotka ulottuvat aina galaksien ulkopuolelle saakka. Se, miten mustat aukot luovat näin valtavia suihkuja, on ollut tähtitieteessä pitkäaikainen ongelma. "Tiedämme, että suihkut saavat alkunsa mustia aukkoja ympäröivältä alueelta", sanoi Ru-Sen Lu Shanghain tähtitieteellisestä observatoriosta Kiinasta, "mutta emme vieläkään täysin ymmärrä, miten tämä todella tapahtuu. Jotta voimme tutkia tätä suoraan, meidän on seurattava suihkun alkuperää mahdollisimman lähelle mustaa aukkoa".

Tänään julkaistussa uudessa kuvassa näkyy ensimmäistä kertaa juuri se, miten suihkun lähtökohta yhdistyy supermassiivisen mustan aukon ympärillä pyörivään aineeseen. Kohteena on galaksi M87, joka sijaitsee 55 miljoonan valovuoden etäisyydellä kosmisessa naapurustossamme. M87 galaksissa on musta aukko, joka on 6,5 miljardia kertaa Aurinkoa massiivisempi. Aikaisemmissa havainnoissa oli onnistuttu kuvaamaan mustan aukon ja suihkun lähellä olevat alueet erikseen, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun molemmat on havaittu yhdessä. "Tämä uusi kuva selventää tilannetta näyttämällä mustan aukon ja suihkun ympärillä olevan alueen samanaikaisesti", lisäsi Jae-Young Kim Saksan Max Planck Institute for Radio Astronomy -instituutista.

Kuva on otettu GMVA:n, ALMA:n ja GLT:n avulla, jotka muodostavat maailmanlaajuisen radioteleskooppien verkoston, joka toimii yhdessä virtuaalisena Maan kokoisena teleskooppina. Näin suuri verkosto voi havaita M87:n mustan aukon ympärillä olevalla alueella hyvin pieniä yksityiskohtia.

Uudessa kuvassa näkyy mustan aukon läheltä muodostuva suihku sekä se, mitä tutkijat kutsuvat mustan aukon varjoksi. Kun aine kiertää mustaa aukkoa, se kuumenee ja lähettää valoa. Musta aukko taivuttaa ja vangitsee osan tästä valosta luoden Maasta nähtynä kehämäisen rakenteen mustan aukon ympärille. Kehän keskellä oleva pimeä alue on mustan aukon varjo, jonka Event Horizon Telescope (EHT) kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 2017. Sekä tässä uudessa kuvassa, että EHT:n kuvassa on yhdistetty useiden eri puolilla maailmaa sijaitsevien radioteleskooppien datat, mutta tänään julkaistun kuvan radiosäteilyn aallonpituus on pidempi kuin EHT:n kuvassa, eli 3,5 mm 1,3 mm:n sijaan. "Tällä aallonpituudella voimme nähdä, miten suihku saa alkunsa supermassiivisen mustan aukon ympärillä olevasta emissiorenkaasta", sanoi Thomas Krichbaum Max Planckin radioastronomian instituutista.

GMVA-verkon havaitseman renkaan koko on noin 50 prosenttia suurempi kuin Event Horizon Telescope -kuvassa. "Ymmärtääksemme isomman ja paksumman renkaan fyysisen alkuperän jouduimme testaamaan erilaisia skenaarioita tietokonesimulaatioiden avulla", kertoi Keiichi Asada Taiwanin Academia Sinicasta. Tulokset viittaavat siihen, että uusi kuva paljastaa enemmän mustaa aukkoa kohti putoavaa materiaa kuin mitä EHT:llä voitiin havaita.

Nämä uudet havainnot M87:n mustasta aukosta tehtiin vuonna 2018 GMVA:lla, joka koostuu 14 radioteleskoopista Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa ^[1]. Lisäksi GMVA:han liitettiin kaksi muuta tutkimusyksikköä: Greenland Telescope ja ALMA, jonka kumppani ESO on. ALMA koostuu Chilen Atacaman autiomaassa sijaitsevasta 66 antennista, ja sillä oli näissä havainnoissa keskeinen rooli. Näiden kaikkien ympäri maailmaa sijaitsevien teleskooppien keräämät tiedot yhdistetään interferometriaksi kutsutulla tekniikalla, joka synkronoi kunkin yksittäisen laitoksen ottamat signaalit. Jotta havaittavan kohteen todellinen muoto saadaan kunnolla selvitettyä, on tärkeää, että kaukoputket ovat sijoittuneena kaikkialle maapallolla. GMVA-teleskoopit ovat pääosin itä-länsi-suunnassa, joten ALMA:n olemassaolo eteläisellä pallonpuoliskolla osoittautui välttämättömäksi, jotta kuva M87:n mustan aukon suihkusta ja varjosta saatiin otettua. "ALMA:n sijainnin ja herkkyyden ansiosta pystyimme paljastamaan mustan aukon varjon ja katsoa syvemmälle suihkuun samanaikaisesti", Lu kertoi.

Tämän teleskooppiverkoston avulla tulevaisuudessa tehtävillä havainnoilla voidaan selvittää, kuinka supermassiiviset mustat aukot saavat aikaiseksi näitä voimakkaita suihkuja. "Aiomme havaita M87:n keskustassa olevaa mustaa aukkoa radioalueella eri aallonpituuksilla tutkiaksemme lisää suihkun lähettämää emissiota", kertoi Eduardo Ros Max Planck Institute for Radio Astronomy -instituutista. Yhtä aikaa tehtävät havainnot antaisivat tutkimusryhmälle mahdollisuuden eritellä supermassiivinen musta aukon lähellä olevia monimutkaisia prosesseja. "Tulevat vuodet tulevat olemaan jännittäviä, kun saamme lisää tietoa siitä, mitä yhdellä maailmankaikkeuden salaperäisimmistä alueista tapahtuu", Ros totesi lopuksi.

M87. Kuva ESO.

Galaksi M87

Messier 87 (M87) on valtava elliptinen galaksi, joka sijaitsee noin 55 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta ja sijaitsee Neitsyen tähdistössä. Charles Messier löysi sen vuonna 1781, mutta se tunnistettiin galaksiksi vasta 1900-luvulla. Sen massa on kaksinkertainen oman galaksimme Linnunradan massaan verrattuna, ja siinä on jopa kymmenen kertaa enemmän tähtiä. Galaksi on läheisistä galakseista suurimpia. Pelkän kokonsa lisäksi M87:llä on hyvin ainutlaatuisia ominaisuuksia. Sillä on esimerkiksi poikkeuksellisen paljon pallomaisia tähtijoukkoja. Linnunradallamme niitä on alle 200, mutta M87:llä niitä on noin 12 000, minkä jotkut tutkijat arvelevat johtuvan siitä, että se on kerännyt ne pienemmiltä naapureiltaan.

Aivan kuten kaikilla muillakin suurilla galakseilla M87:n keskellä on supermassiivinen musta aukko. Galaksin keskustan mustan aukon massa liittyy koko galaksin massaan, joten ei pitäisi olla yllättävää, että M87:n musta aukko on yksi massiivisimmista tunnetuista aukoista. Musta aukko voi myös selittää yhden galaksin energisimmistä piirteistä, eli relativistisen suihkun, joka sinkoutuu ulos lähes valon nopeudella.

Musta aukko oli Event Horizon Telescope havaintolaitteen tekemien mullistavien havaintojen kohteena. Kohde valikoitui EHT:n havaintojen kohteeksi kahdesta syystä. Vaikka EHT:n erotuskyky on uskomaton, niin silläkin on rajansa. Koska massiiviset mustat aukot ovat myös halkaisijaltaan suurempia, niin M87:n keskustan musta aukko oli poikkeuksellisen suuri kohde. Tämä tarkoittaa sitä, että se voitaisiin kuvata helpommin kuin lähempänä olevat pienemmät mustat aukot. Toinen syy sen valintaan oli kuitenkin selvästi tavallisempi. Planeetaltamme katsottuna M87 on melko lähellä taivaan ekvaattoria, minkä ansiosta se näkyy suurimmalla osalla pohjoista ja eteläistä pallonpuoliskoa. Tämä maksimoi EHT:n käytettävissä olevien havaintolaitteiden määrän, jotka voisivat tarkkailla sitä lisäten lopullisen kuvan resoluutiota.

Kuva on otettu ESO:n Very Large Telescope, eli VLT:n FORS2-instrumentilla osana Cosmic Gems-ohjelmaa, joka on tieteen näkyvyyden edistämiseksi tehty aloite, jossa ESO:n teleskoopit ottavat kuvia kiinnostavista, kiehtovista tai visuaalisesti näyttävistä kohteista koulutuksen ja yleisön tavoittamiseksi. Ohjelma hyödyntää teleskooppiaikaa, jota ei voi käyttää tieteellisiin havainnointiin, ja sen avulla saadaan otettua henkeäsalpaavia kuvia joistakin yötaivaan upeimmista kohteista. Jos kerätystä datasta voi olla hyötyä myös tulevissa tieteellisissä tarkoituksissa, havainnot tallennetaan ja saatetaan tähtitieteilijöiden saataville ESO:n tiedearkiston kautta.

Huomautukset

[1] Korean VLBI-verkosto on nyt myös osa GVVA:ta, mutta se ei osallistunut tässä esitettyihin havaintoihin.

Lisätietoa

Tässä esitelty tutkimus on julkaistu artikkelissa "A ring-like accretion structure in M87 connecting its black hole and jet", joka julkaistaan Nature lehdessä (doi: 10.1038/s41586-023-05843-w).

 

SpaceX yhtiön Starship 1 -kantoraketin testilähtö onnistui mutta lento epäonnistui

Falcon 9 -kantoraketeistaan tunnettu SpaceX -yhtiö onnistui lähettää uusimman ja samalla voimakkaimman Starship 1 -kantoraketin ensimmäiselle testilennolle 20.4.2023 kello 16.34 Suomen aikaa. Laukaisuikkuna oli avautunut muutama minuutti aikaisemmin. Lähtölaskenta sujui suunnitelmien mukaan mutta lähtöä seuraamassa ollut SpaceX -yhtiön henkilökunta ja lehtimiehet sekä kauempaa seurannut yleisö kokivat kuumottavia hetkiä, kun lähtölaskenta keskeytettiin -40 sekunnin kohdalla viimeisiä tarkistuksia varten. Keskeytys oli suunniteltu mutta odottavan aika oli pitkä ja kun laskenta jatkui, yleisön riemu oli korvia huumaava.

Spaceship 1 -kantoraketti on tässä vaiheessa lentänyt 17 sekuntia. pari minuuttia myöhemmin se räjähti. Kuva SpaceX.

Lähtö sinällään oli jo jännittävä mutta yleisö ja SpaceX:n henkilökunta sai sykkeet nousemaan, kun kantoraketti räjähti juuri ennen kuin Starship-aluksen piti irrota ensimmäisestä vaiheesta. Syytä räjähdykseen ei toistaiseksi tiedetä. Elon Musk tiedotti Tvitter-tilillään, että muutaman kuukauden kuluttua yritetään testilentoa uudelleen.

Starship-kantoraketti koostuu kahdesta osasta. Ylimpänä vaiheena on Starship alus, jolla on pituutta 50 metriä, halkaisija on 9 metriä ja hyötykuormakapasiteetti matalalle kiertoradalle on jopa 150 tonnia. Alus on SpaceX-yhtiön muiden alusten tapaan uudelleen käytettävä ja ajoaineena se käyttää metaania ja nesteytettyä happea. Aluksessa on kolme Raptor ja kolme Raptor Vacuum moottoria (RVAC). Jälkimmäiset moottorit ovat halkaisijaltaan 2,3 metriä ja korkeutta niillä on 4,6 metriä.

Alempiosa, siis raketin ensimmäinen vaihe on Super Heavy, jonka pituus on 69 metriä, halkaisija 9 metriä ja se sisältää ajoainetta (CH₄ ja LOX) 3 400 tonnia. Rakettimoottoreita on 34 kappaletta, joiden suuttimien halkaisija on 1,9 metriä ja korkeutta 3,1 metriä. Tämä alempikin osa on uudelleen käytettävä.

Starship-aluksesta on tarkoitus valmistaa kaksi versiota: toinen miehitettyjä lentoja varten ja toinen rahtiversio. SpaceX:n tarkoitus on osallistua lähivuosina Kuuhun suuntautuvien miehitettyjen lentojen toteuttamiseen ja Starship-alus on suunnitelmissa toimia Kuuhun laskeutumisaluksena. Yhtiön suunnitelmissa on osallistua myös Marsiin suuntautuville lennoille, mutta aika näyttää toteutuuko aikomukset ja jos, niin millä aluksella.

Starship-aluksen silmiinpistävä osa on sen siivekkeet niin ylä- kuin alapäässä. Siivekkeet ovat myös ohjattavissa ja niillä säädellään laskeutuvan aluksen asentoa ja laskeutumisvauhtia. Siivekkeiden lämpötila pyrkii kohoamaan erittäin suureksi laskeutumisen aikana, joten ne ovat valmistettu erittäin hyvin kuumuutta ja kuormitusta kestävästä aineesta. Lisäksi aluksen nokkakartio ja siivekkeiden tyviosat ovat vielä suojattu erityisillä keraamisilla lämpösuojilla

Starhip-alus olisi tällä testilennolla tehnyt vain yhden kierroksen maapallon ympäri, jolloin lentoaika olisi muodostunut vain 90 minuutiksi. Laskeutumien suunniteltiin tapahtuvaksi tällä kertaa mereen, vaikka alus kykeneekin laskeutumaan myös maalle. Aikaisemmilla testilennoilla laskeutumisessa maalle on ollut ongelmia.

SpaceX-yhtiö operoi Meksikonlahden länsirannalla läheltä Meksikon rajaa sijaitsevasta Boca Chica -alueella (Cameron County) sijaitsevalta Spacebase-nimisestä avaruuslentojen lähtökeskuksesta. Yhtiön ohjauskeskus on muutaman kilometrin länteen laukaisualueelta. Laukaisukeskus on sijainniltaan edullinen, sillä lähtevien rakettien epäonnistuessa putoavat raketin osat päätyvät Meksikonlahteen. Spacebase on suunnilleen samalla leveysasteella kuin Nasan käyttämä Cape Kennedy ja Cape Canaveral.

 

Oumuamuan salaisuus paljastui

Lokakuun 19. päivänä 2017 Pan-STARRS1-teleskoopilla (Maui-saarella Havaijilla) tehtiin odottamaton löytö. Aurinkokuntaamme oli tullut pieni kappale, jonka alkuperäksi paljastui tähtienvälinen avaruus. Kappaleen nopeus oli noin 87 km/s, joka oli aivan liian suuri Aurinkokuntaan kuuluvalle kappaleelle.

Taiteilijan näkemys tähtienvälisestä komeetasta 'Oumuamuasta, kun se lähestyessään Aurinkoa ja lämmetessään vapautti vetyä (kuvassa valkoista sumua). Vapautunut vety muutti hieman kappaleen kiertorataa ja vauhtia. Komeetta, joka on todennäköisimmin pannukakun muotoinen, on pölyjyvien lisäksi ensimmäinen tunnettu esine, joka vieraili Aurinkokunnassamme tähtienvälisestä avaruudesta. (Kuva NASA, ESA ja Joseph Olmsted ja Frank Summers, STScI).

Havainnot osoittivat, että kappaleen kirkkaus vaihteli 1:12, joka merkitsi sitä, että sen muoto täytyi olla jotenkin omituinen. Pyöreän tai soikean kappaleen kirkkaus ei vaihtele noin voimakkaasti. Tutkimus paljasti, että sen muoto täytyy olla joko sikarin tai kuten myöhemmin vahvistui, lähes (amerikkalaisen)pannukakun muotoinen ja sen kooksi arvioitiin 115 × 111 × 19 metriä. Koska kappale on pieni, ilmoitetut luvut ovat vain suuntaa antavia.

Ensimmäiset havainnot eivät osoittaneen sen paremmin komaa kuin pyrstöäkään, joten kappale oli mitä suurimmalla todennäköisyydellä asteroidin kaltainen kivipintainen kappale.

Oumuamua tarjosi alkuperänsä lisäksi myös toisen yllätyksen. Sen perihelin jälkeinen vauhti näytti kiihtyvän kappaleen siirtyessä kohti Aurinkokunnan ulkoreunaa. Kiihdytys ei ollut kovin suuri mutta selvästi havaittavissa ja monet laskelmat menivät uusiksi. Silti nopeuden muutos oli ja pysyi kiistatta. Tämä sain aikaan villejä spekulaatioita kappaleesta itsestään. Suurinta julkisuutta sai muukalaisten avaruusaluksesta, jota sikarin muoto vielä esittäjien mukaan vahvisti. Sen pinta osoittautui kuitenkin kiveksi, joten seuraava vaihe villissä teoriassa oli, että avaruusasema oli louhittu asteroidin sisään.

Villiä teoriaa pyrittiin osoittamaan oikeaksi myös etsimällä kappaleesta mahdollisesti lähtevää radiotaajuista säteilyä. Sitä ei kuitenkaan löydetty, joten muukalaisteoria alkoi menettää kannatustaan. Vaikka kappaleen alkuperä näyttäisi aivan luonnolliselta, kiihtyvä vauhti odotti vielä selitystä.

Oumuamuan rata Aurinkokunnassamme. Kuva Wikimedia Commons.

Nyt muutamaa vuotta myöhemmin kaksi tutkijatohtoria: Kalifornian yliopiston (Berkeley) astrokemisti Jennifer Bergner ja Cornellin yliopiston tähtitieteilijä Darryl Seligman, päättivät tutkia asiaa. Tähtivälisessä avaruudessa ja Aurinkokunnan ulko-osassa olevilla kappaleilla on yleensä pinnallaan (vesi)jäästä muodostunut kerros. Veden haihtumista ei kuitenkaan havaittu Oumuamuan lähestyessä periheliä ja ei myös perihelin jälkeenkään, joten vauhdin lisääntymien ei saanut selitystä tästä ilmiöstä.

Tutkijat päättivät testata toista ilmiötä, joka oli havaittu laboratoriokokeissa vuosikymmeniä sitten. Asteroidien ja komeettojen pinnalla oleva vesijää voi olla amorfisessa tilassa. Kosminen säteily irrottaa vesimolekyylistä vetyä ja irronnut kaasumainen vety varastoituu jäähän ja ajan kuluessa sitä kertyy merkittäviä määriä.

Perihelin läheisyydessä syväjäädytetyn veden rakenne muuttuu amorfisesta kiteytyneeksi lämpötilan noustessa, jolloin vety voi poistua jäävarastostaan ja poistuessaan aiheuttaa propulsion, siis toimii rakettimoottorin tavoin kiihdyttäen komeetan vauhtia. Tutkijoiden laskelmat poistuvan vedyn määrästä ja nopeudesta täsmäsivät hyvin havaittuun nopeuden muutokseen. Ilmiö on sen verran heikko, että isommilla kappaleilla se peittyy veden höyrystymiseen ja pölyn irtoamisesta johtuvan propulsiovoiman alle.

Oumuamua oli ensimmäinen tähtienvälisestä avaruudesta tullut ja havaittu kappale. Se sai tunnuksekseen 2017 1I. Jutussa mainittujen tutkijoiden artikkeli aiheesta on julkaistu Nature -lehden verkkosivulla 22.3.2023 otsikolla Acceleration of 1I/‘Oumuamua from radiolytically produced H2 in H2O ice. Artikkeli on maksumuurin takana.

Oumuamua:n jälkeen Jennifer Bergner tutkimusryhmineen on havainnut kuusi pientä komeetta, joilla ei ole komaa eikä pyrstöä, mutta niidenkin nopeuden on havaittu muuttuvaan näin ei-gravitaatiovoimista. Vastaava kiihtymistä voi saada aikaan vedyn (H₂) lisäksi typpi (N₂) ja hiilimonoksidi (CO), jotka ovat hyperhaihtuvia kaasuja ja voivat vapautua ilman, että varsinaista pölypyrstöä komeetoille kehittyisi.

JUICEn lähtö sujui kuin oppikirjassa

ESAn uusin Jupiter-luotain lähti aikataulun mukaisesti kello 15.14 Suomen aikaa. Laukaisu sujui ennakkosuunnitelmien mukaisesti ja JUICE irrotettiin kantoraketin viimeisestä osasta noin puolituntia lähdön jälkeen.

Ariane 5 on juuri käynnistetty ja JUICE-luotaimen matka kohti Jupiteria on alkamassa. Kuva ESA.

Mitä tapahtuu seuraavaksi?

Kun lähdöstä oli kulunut 50 minuuttia, aurinkopaneelit otettiin käyttöön; kummankin "siiven" avaaminen kokonaan kestää alle minuutin. Nämä valtavat ristinmuotoiset järjestelmät, jotka ovat saaneet inspiraationsa tietoliikennesatelliittien suunnittelusta, varmistavat, että Juice kerää tarpeeksi aurinkoenergiaa pitääkseen kaikki instrumentit toiminnassa Jupiterin etäisyydellä. Aurinkopaneelien koko on valtava, sillä Jupiterin etäisyydellä Auringosta auringonvalon voimakkuus on vain 1/25 siitä, mitä se on Maan etäisyydellä.

Lähdön jälkeen 16 tunnin kuluttua keskivahvisteinen antenni otetaan käyttöön; tämä antenni yhdistää Juicen maan päällä oleviin operaatio-ohjaimiin, kun JUICEn pääantennia antennia käytetään aurinkosuojana. Sitä käytetään myös jäisten kuiden ohilennoilla, jolloin se palauttaa arvokasta dataa painovoimakokeilua varten innokkaasti odottaville tiedemiehille maan päällä.

Viiden vuorokauden kuluttua 16 metriä pitkä Radar for Icy Moons Exploration (RIME) -antenni otetaan käyttöön. Tämä instrumentti tekee mittauksia, jotka auttavat meitä tutkimaan Jupiterin kolmen suurimman jäisen kuun – Europan, Ganymeden ja Calliston – pinnan alla olevaa rakennetta.

10 vuorokauden kuluttua magnetometrin puomi otetaan käyttöön; Tämän 10,6 m pitkän puomin päässä JUICEsta on instrumentti magneettikenttien mittaamiseksi. Puomi pitää mittaussensorin etäällä luotaimen rungosta, jotta se voi tarkkailla Jupiteria ja sen jäisiä kuita ilman rungon sisäisten instrumenttien tuottamia häiriöitä.

12 vuorokauden kuluttua otetaan käyttöön Radio Wave Instrument (RWI) -antennit. Nämä ovat osia Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI) -tutkimusta, jolla havaitaan radiosäteilyä ja plasmaympäristöä Jupiterin ja sen jäisten kuiden ympärillä.

Neljä Langmuir-luotainta otetaan käyttöön 13 – 17 vuorokautta laukaisun jälkeen. Nämä laitteet ovat myös osa RPWI:tä, ja niiden päätavoitteena on tarjota keskeistä tietoa plasmaympäristöstä Jupiterin jäisten kuiden ympärillä.

Kaikkien ulkoisten laitteiden ollessa paikoillaan Juice on nyt valmis aloittamaan pitkän ja vaikean matkansa Jupiteriin!

Reitti Jupiteriin

JUICEn reitit Jupiteriin ei ole suora, sillä luotain on ladattu täyteen havaintoinstrumenteilla, joten ajoainetta on hyvin minimaalisesti. Ajoaineen puute korvataan ohjaamalla luotain sarjaan lähiohituksia, joista jokanen kiihdyttää luotaimen vauhtia ja lopulta se pääsee tavoitteeseensa.

Ensimmäinen lähiohitus tapahtuu Maan ja Kuun kanssa yli vuoden kuluttua elokuussa 2024. Sen jälkeen on vuorossa Venus elokuussa 2025 ja sen jälkeen jälleen Maa syyskuussa 2026 ja vielä kerran Maa tammikuussa 2029. Tämän jälkeen vauhtia on kertynyt riittävästi ja luotain saapuu Jupiterin järjestelmään heinäkuussa 2031. 

Perille päästynään se asettuu Jupiteria kiertävälle radalla ja tekee 35 Jupiterin suurien kuiden lähiohitusta. Viimeisenä operaationa JUICE asettuu Ganymeden kiertoradalle, jossa se pysyttelee niin kauan kuin laitteiden kunto ja ohjaukseen tarvittavan ajoaineen määrä mahdollistavat. Aivan viimeisenä operaationaan JUICE muuttaa rataansa ja se ohjataan syöksyyn kohti Ganymeden pintaan. Tämä vihoviimeinen operaatio on välttämätön, jotta luotain ei joskus päätyisi Europaan.

JUICEn lähtö siirtyi

 JUICE-luotaimen lähtö jouduttiin perumaan sääolosuhteiden vuoksi. Alueella oli suuri riski salamoinnista. 

Uusi laukaisuikkuna avautuu perjantaina 14..4.2023 kello 15.14 Suomen aikaa. ESA TV lähetys alkaa 14.45 Suomen aikaa.

Eurooppalainen JUICE laukaistaan tänään

Euroopan avaruusjärjestö (ESA) laukaisee tänään 13.4.2023 kello 15.15 Suomen aikaan JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) luotaimen kohti Jupiterin järjestelmää. Voit seurata laukaisua ESA Web TV:n sivulta, jossa suoralähetys alkaa kello 14.45 ja jatkuu aina kello 17.05 asti. Kantorakettina on Ariane 5.

Ariane 5 kantoraketti lähtövalmiina Ranskan Guineassa sijaitsevassa Kouroun laukaisukeskuksessa. Raketin lastiruumassa on valmiina JUICE-luotain, joka Maan, Kuun ja Venuksen ohilentojen jälkeen suuntaa kulkunsa kohti Jupiterin järjestelmää, jonka se saavuttanee vuonna 2031. Kuva ESA.

JUICEn tehtävän on kartoittaa Jupiterin järjestelmää, etenkin sen neljä suurinta kuuta ovat havainto-ohjelman tärkeimmät kohteet.

Tutkijoiden erityinen mielenkiinto kohdistuu Europa kuuhun, sillä sen jääpeitteen alapuolella on noin 100 km syvä suolainen meri. Myös muiden isojen kuiden sisäinen rakenne on havainto-ohjelmassa. Vaikka JUICE pyrkii ensisijaisesti kartoittaa veden esiintymistä kuilla, niin sen havaintoinstrumenttivalikoimassa ei ole elämän etsimiseen liittyviä laitteita. Elämän mahdollinen esiintyminen näillä kuilla on kuitenkin taustalla, sillä tietoja veden esiintymisestä, kuiden rakenteesta ja jääpeitteiden paksuudesta voidaan käyttää elämän mahdollisuuden arviointiin.

Jupiterin kolmas kuu, Ganymede, on myös erittäin tärkeässä roolissa JUICEn tutkimusohjelmassa. Saavuttuaan Jupiterin järjestelmään vuonna 2031, JUICE tekee useita kierroksia Jupiterin ympäri ja tekee kuiden lähiohituksia ainakin 35 kertaa. Tämän jälkeen JUICE asettuu Ganymedea kiertävälle radalle. Tehtävän loppuvaiheessa JUICE törmäytetään Ganymeden pinnalle ja tavoitteena näin tehtäessä on se, että luotain ei vahingossa päädy Europan jäiselle pinnalle.