NASAn ensimmäinen asteroidinäyte laskeutui

NASAn OSIRIS-REx-tiimin (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security – Regolith Explorer) vuosien odotuksen ja kovan työn jälkeen asteroidi Bennusta kerätty kivi- ja pölykapseli on vihdoin Maassa. Se laskeutui sunnuntaina kello 17.52 Suomen aikaa Yhdysvaltain puolustusministeriön Utahin testi- ja harjoitusalueen kohdealueelle lähellä Salt Lake Cityä. OSIRIS-Rex lähti pitkälle matkalleen 8. syyskuuta 2016 ja asteroidin se saavutti joulukuun 3. vuonna 2018. Vuosina 2019 ja 2020 luotain havaitsi asteroidin pintaa, jotta tutkijat voisivat määrittää turvallisen ja mielenkiintoisimman näytteenottopaikan. Näyte otettiin lokakuun 20. päivänä 2020 ja paluumatkalle luotain lähti toukokuun 10. päivänä 2021.

 NASAn OSIRIS-Rex -operaation näytteenpalautuskapseli laskeutumisen jälkeen sunnuntaina 24. syyskuuta 2023 puolustusministeriön Utahin testi- ja harjoitusalueella. OSIRIS-Rex -luotain keräsi näytteen asteroidi Bennusta lokakuussa 2020. Kuva NASA/Keegan Barber.

Matkustettuaan miljardeja kilometrejä Bennulle ja takaisin OSIRIS-Rex -luotain irrotti näytekapselin kohti Maan ilmakehää kello 15.42 Suomen aikaa. Luotain oli tuolloin 102 000 kilometrin etäisyydellä Maasta – noin kolmannes etäisyydestä Maan ja Kuun välillä. Luotain jatko matkaansa maapallon ohi nimettynä uudelleen OSIRIS-APEX (OSIRIS–Apophis Explorer):ksi ja se saavuttaa asteroidi Apophisin vuonna 2029.

Näytekapseli saapui ilmakehään 12,36 km/s nopeudella kello 17.42, Kalifornian rannikolla noin 133 kilometrin korkeudessa. Laskeutuminen tapahtui 10 minuuttia myöhemmin laskuvarjon varassa.

Puolentoista tunnin kuluessa kapseli kuljetettiin helikopterilla harjoitusradalle sijaitsevaan halliin rakennettuun väliaikaiseen puhdastilaan, jossa se kytkettiin jatkuvaan typpivirtaukseen. Seuraavaksi Bennu-näyte – arviolta noin 250 grammaa – kuljetetaan avaamattomassa kanisterissaan lentokoneella NASAn Johnson Space Centeriin Houstoniin maanantaina 25. syyskuuta. Siellä tutkijat purkavat kapselin, ottavat ja punnitsevat näytteen, laativat luettelon kivistä ja pölystä ja jakaa palasia ajan myötä tutkijoille ympäri maailmaa.

Näytteen saattaminen "typpipuhdistukseen", kuten tiedemiehet sitä kutsuvat, oli yksi OSIRIS-REx-tiimin kriittisimmistä tehtävistä tänään. Typpi kaasun jatkuva virtaus näytesäiliöön läpi estää epäpuhtaudet ja jättää näytteen puhtaaksi tieteellisiä analyyseja varten.

Bennusta kerätyt näytteet auttavat tutkijoita maailmanlaajuisesti tekemään löytöjä ymmärtääkseen paremmin planeettojen muodostumista ja orgaanisten aineiden ja veden alkuperää, jotka johtivat elämään Maassa, sekä hyödyttävät koko ihmiskuntaa oppimalla lisää mahdollisesti vaarallisista asteroideista.

”Onnittelut OSIRIS-REx-tiimille täydellisestä tehtävästä – historian ensimmäisestä amerikkalaisen asteroidinäytteen noutamisesta – joka syventää ymmärrystämme aurinkokuntamme alkuperästä ja sen muodostumisesta. Puhumattakaan siitä, että Bennu on potentiaalisesti vaarallinen asteroidi ja näytteestä oppimamme auttaa meitä ymmärtämään paremmin minkä tyyppisiä asteroideja voi tulla tiellemme", sanoi NASAn johtaja Bill Nelson.

"Tänään on poikkeuksellinen virstanpylväs ei vain OSIRIS-REx-tiimille vaan koko tieteelle", sanoi Dante Lauretta, OSIRIS-RExin päätutkija Arizonan yliopistosta Tucsonista. ”Onnistunut näytteiden toimittaminen Bennusta maan päälle on yhteistyön kekseliäisyyden voitto ja osoitus siitä, mitä voimme saavuttaa, kun yhdistymme yhteiseen tarkoitukseen. Mutta älkäämme unohtako – vaikka tämä saattaa tuntua uskomattoman luvun lopulta, se on todellakin vasta toisen alkua. Meillä on nyt ennennäkemätön tilaisuus analysoida näitä näytteitä ja sukeltaa syvemmälle aurinkokuntamme salaisuuksiin."

Ilmassa ja maassa olevat tutka-, infrapuna- ja optiset instrumentit seurasivat kapselia sen laskeutumiskoordinaatteihin 58 × 14 km² alueella. Vastaanottoryhmä lähetettiin muutaman minuutin kuluessa kapselin sijaintiin tarkastamaan ja hakemaan se. Tiimi löysi kapselin hyvässä kunnossa kello 18.07 Suomen aikaa ja totesi sen lähestymisen olevan turvallista. Kapseli pakattiin noin 70 minuutissa turvallista kuljetusta varten alueen väliaikaiseen puhdastilaan.

Kaukaisin havainto galaksin magneettikentästä

eso2316fi — Tutkimustiedote 6. syyskuuta 2023.

Tähtitieteilijät ovat havainneet ALMA-teleskoopilla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) galaksin magneettikentän niin kaukana, että sen valolta on kestänyt yli 11 miljardia vuotta saavuttaa meidät. Näemme galaksin sellaisena kuin se oli maailmankaikkeuden ollessa vain 2,5 miljardia vuotta vanha. Tutkimus antaa tähtitieteilijöille tärkeää tietoa siitä, miten oman Linnunratamme kaltaisten galaksien magneettikentät saivat alkunsa.

Tämä kuva esittää kaukaisen 9io9-galaksin magneettikentän suuntia ajalta, jolloin maailmankaikkeus oli vain 20 % nykyisestä iästään. Havainto on kaikkein kaukaisin galaksin magneettikentän havainto. Havainnot tehtiin ALMA-teleskoopilla (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array), jossa ESO on kumppanina. 9io9:n sisällä olevat pölyhiukkaset ovat jokseenkin linjassa galaksin magneettikentän kanssa, ja tästä johtuen ne emittoivat polarisoitunutta valoa, mikä tarkoittaa, että valoaallot värähtelevät ennemmin tiettyyn suuntaan kuin sattumanvaraisesti. Tähtitieteilijät pystyivät selvittämään ALMA:n polarisaatiohavainnoilla kohteen magneettikentän suunnan. Magneettikentän suunnat näkyvät kuvassa ALMA-kuvan päällä kaarevina viivoina.

Galaksi 9io9:n magneettisesti suuntautuneen pölyn lähettämä polarisoitunut säteily on äärimmäisen himmeää ollen vain noin yksi prosentti galaksin kokonaiskirkkaudesta. Tutkimusryhmää auttoi se, että vaikkakin 9io9 on hyvin kaukana meistä, niin kohteen kuva suurentui gravitaatiolinssinä tunnetun ilmiön vaikutuksesta. Tämä tapahtuu, kun kaukaisesta galaksista, tässä tapauksessa 9io9:stä, tuleva valo näkyy kirkkaampana ja vääristyneenä, kun etualalla olevan hyvin suuren kohteen gravitaatio taivuttaa valon kulkureittiä. Kuva: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

Monilla tähtitieteen kohteilla on magneettikenttä, olivatpa ne planeettoja, tähtiä tai galakseja. "Useat ihmiset eivät ehkä ole tietoisia siitä, että koko galaksimme ja muut galaksit ovat täynnä magneettikenttiä, jotka ulottuvat kymmenien tuhansien valovuosien etäisyyksille", sanoi James Geach, astrofysiikan professori Hertfordshiren yliopistossa, Isossa-Britanniassa, ja tänään Naturessa julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja.

"Tiedämme itse asiassa hyvin vähän siitä, miten nämä kentät muodostuvat, vaikka ne ovatkin varsin perustavanlaatuisia galaksien kehittymisessä", lisäsi Stanfordin yliopiston tutkija Enrique Lopez Rodriguez, joka myös oli mukana tutkimuksessa. Ei ole selvää, kuinka varhaisessa vaiheessa ja kuinka nopeasti galaksien magneettikentät muodostuvat, koska tähtitieteilijät ovat tähän mennessä tutkineet vain meitä lähellä olevien galaksien magneettikenttiä.

Geach ja hänen tutkimusryhmänsä ovat nyt käyttäneet ALMA:a, jossa Euroopan eteläinen observatorio (ESO) on mukana kumppanina, ja löytäneet kaukaisesta galaksista täysin kehittyneen magneettikentän, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin lähigalakseissa havaitut. Magneettikentän voimakkuus on noin tuhannesosa Maan magneettikentästä, mutta ulottuu yli 16 000 valovuoden päähän.

"Tämä löytö antaa meille uusia vihjeitä siitä, miten galaktisen mittakaavan magneettikentät muodostuvat", Geach kertoi. Täysin kehittyneen magneettikentän havaitseminen näin varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuden historiaa osoittaa, että koko galaksin alueelle ulottuvat magneettikentät voivat muodostua nopeasti nuorten galaksien vielä kasvaessa.

Tutkimusryhmä uskoo, että varhaisen maailmankaikkeuden voimakkaalla tähtienmuodostuksella olisi voinut olla merkitystä nopeuttamassa magneettikenttien kehitystä. Lisäksi nämä kentät voivat puolestaan vaikuttaa myöhempien tähtisukupolvien muodostumiseen. Yksi artikkelin kirjoittajista ja ESO:n tähtitieteilijä Rob Ivison sanoi löydön avaavan "uuden ikkunan galaksien sisäiseen toimintaan, koska magneettikentät ovat yhteydessä uusia tähtiä muodostavaan materiaan".

Tutkimuksessa ryhmä etsi kaukaisen galaksin 9io9 ^[1]  pölyhiukkasten emittoimaa valoa. Galaksit ovat täynnä pölyä, ja magneettikentässä sähkövarautuneet tai magneettiset hiukkaset pyrkivät asettumaan kentän suuntaisesti ja niiden lähettämä valo polarisoituu. Tämä tarkoittaa sitä, että valoaallot värähtelevät mieluummin tiettyyn suuntaan kuin satunnaisesti. Kun ALMA havaitsi ja kartoitti 9io9:stä tulevaa polarisoitunutta säteilyä, saatiin hyvin kaukaisen galaksin magneettikentän läsnäolo vahvistettua ensimmäistä kertaa.

"Mikään muu teleskooppi ei olisi pystynyt tähän", Geach sanoi. Toiveena on, että tämän ja tulevien kaukaisten magneettikenttien havaintojen myötä mysteeri siitä, miten nämä galaksien perusominaisuudet muodostuvat alkaisi selvitä.

 

Lisätietoa

[1] 9io9 löydettiin kansalaistiedeprojektin aikana. Brittiläisen BBC:n televisio-ohjelman "Stargazing Live":n katsojat olivat löydössä apuna. Vuonna 2014 yleisöä pyydettiin tutkimaan kolmena iltana miljoonia kuvia kaukaisten galaksien metsästämiseksi.