sunnuntai 16. kesäkuuta 2024

Kiinan Chang'e-6 -alus on palaamassa Kuusta

Kiinan Change-6 -alus on palaamassa Maahan mukanaan noin 2 kg kuunäytteitä. Se on jo siirtänyt näytekapselin Maahan laskeutuvaan osaan. Laskeutumisen odotetaan tapahtuvan kesäkuun 25.päivänä.

Chang’e-6 -kuuluotain lähti matkaan 3. toukokuuta kello 9.27.29 UTC Etelä-Kiinasta. Kantorakettina oli Pitkämarssi 5 ja lähtöpaikka oli Wechangin saarella (Hainan) oleva laukaisukeskus. Kuun kiertoradan luotain tavoitti toukokuun 8. päivänä kello 2.12 UTC aikaa. Radan alin piste oli noin 200 km korkeudella Kuun pinnasta ja inklinaatio 137°. Yhteen kierrokseen luotain käytti 12 tuntia.

Laskeutumisosa kosketti Kuun pintaa 1. kesäkuuta kello 22.23.16 UTC. Laskeutumispaikka (41.64° S 153.99° W) oli Apollo-kraatteri (306 × 492 km) Etelänapa–Aitken törmäysaltaassa Kuun etäpuolella. Laskeutumisalueen kallioperä ja kiviaines on basalttipitoista tummaa kiveä.

Laskeutumisosan robottikäsivarren avulla luotain kauhoi ja porasi näytteitä, jotka se sijoitti nousuosassa olevaan kammioon. Nousu käynnistyi 3. kesäkuuta kello 23.38.10 UTC telakointi kiertoradalla olevaan huoltomoduuliin tapahtui 6. kesäkuuta kello 6.48 UTC. Paluumatka alkoi samana päivänä kello 7.24 UTC.

Paluu Maahan on hieman erikoinen, sillä palaavan aluksen annetaan ensin ponnahtaa ilmakehän yläkerroksista takaisin avaruuteen ja vasta toinen lähestyminen tuo sen tavanomaisesti maapallon ilmakehään Sisä-Mongoliassa.

Chang’e-6 -luotain koostuu kolmesta pääosasta. Kokonaismassa lähdössä oli noin 8 200 kg sisältäen kaiken lennolla tarvittavan polttoaineen. Varsinainen luotain koostui huoltomoduulista, laskeutumisosasta ja siihen kiinnitetystä nousuosasta. Nousuosassa on siis erillinen näytekammio, joka siirrettiin Kuun kiertoradalla huoltomoduulissa olevaan Maahan laskeutuvaan paluukapseliin.

Kiina tarjosi kansainvälistä yhteistyötä tutkimuslaitteiden sijoittamiseksi luotaimen eri osiin. Valituksi tuli ranskalaisten DORN regoliitista haihtuvan radonin ja muiden kaasujen havaitsemiseen. DORN sijoitetiin laskeutumisosaan samoin kuin italialainen INRRI laskeutuja ja kierorataosan väliseen tarkkaan etäisyysmittaukseen sekä ruotsalainen NILS Kuun pinnasta heijastuvien negatiivisten ionien havaitsemiseen ja mittaamiseen.

Kiertorataosaan sijoitettiin pakistanilainen IKUBE-Q CubeSat, jossa on kaksi kameraan Kuun pinnan kuvaamiseen ja magneettikentän havaitsemiseen.

Chang’e-6 laskeutumisosan mukana oli vielä pieni kulkija, jota kuvailtiin mobiilikameraksi. Siinä on mukana infrapunaspektrometri, jolla etsittiin vesijään esiintymistä regoliitissa. Se otti myös kuvia laskeutujasta.

Radioliikenne Kuun etäpuolelle vaatii välittäjäksi satelliitin. Kiinan Queqiao-2 -satelliitti hoiti välitystehtävän silloin, kun sillä oli suora yhteys laskeutujaan ja Maahan samanaikaisesti. Yhteys Maahan on mahdollinen 8 tunnin ajan jokaisella kierroksella. Chang’e-6 hyödyntää Wi-Fi 6E -teknologiaa, joka toimii 6 GHz taajuuskaistalla. Tämä mahdollistaa nopeammat langattomat yhteydet ja parantaa useiden laitteiden kokonaiskapasiteettia.

Queqiao-2 -satelliitti lähti kohti Kuuta 20. maaliskuuta ja se asettui Kuuta kiertävälle radalle 24. maaliskuuta 2024. Aluksi radan koko oli 200 × 100 000 km, mutta se muutettiin 10 vuorokauden (kaasujarrutus) kuluessa lopulliseksi tietoliikenteen mahdollistavaksi radaksi. Radan alin piste (periselene) on noin 200 km korkeudella Kuusta ja kaukaisin piste (aposelene) noin 16 000 km etäisyydellä. Kiertoaika on 24 tuntia ja inklinaatio 62,4°.

Chang’e-6:n tehtävä on ollut haastava, mutta sen avulla voimme saada uutta tietoa Kuusta. Kivinäytteet voivat paljastaa tietoa Kuun geologisesta historiasta, kraatterimuodostuksesta ja mahdollisista resursseista. Ne voivat myös auttaa meitä ymmärtämään Kuun synnyn ja kehityksen prosesseja.

Kiina jatkaa avaruusohjelmaansa, ja seuraavaksi Kuuhun lähetetään Chang’e-7 vuonna 2026. Tavoitteena on myös miehitetty lento Kuuhun vuoteen 2030 mennessä.

 

 

torstai 13. kesäkuuta 2024

OJ 287 – Mustan aukon mysteeri avautuu

Tähtitieteilijöiden vuosikymmeniä kestänyt työ on tuonut valoa yhteen avaruuden suurimmista arvoituksista: OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttäytymiseen. Tämä kaukainen blasaari (musta aukko) on herättänyt huomiota poikkeuksellisen ja säännöllisten kirkkausvaihteluiden vuoksi, jotka ovat nyt selittyneet mustan aukon kiertoliikkeellä paljon massiivisemman mustan aukon ympäri.

Havainnekuva OJ-287 järjestelmästä. Pienemmän musta aukon radan periheli kiertyy voimakkaasti, joka aiheuttaa muutoksia isomman musta aukon kertymäkiekon välähdysten (kuvassa flare) aikatauluun riippuen siitä, missä osassa rataa läpäisy tapahtuu. Viimeisten vuosikymmenien aikana tehdyt havainnot kuitenkin ovat auttaneet tutkijoita määrittämään radan muodon ja perihelikiertymän määrän, joten tulevat kirkastumiset voidaan ennakoida hyvin, jopa muutaman tunnin tarkkuudella. Kuva NASA/JPL-Caltecg/Scot Shutterland.

 

OJ 287:n suurempi musta aukko, jonka massa on yli 18 miljardia kertaa Auringon massaa, on kertymäkiekon (tiheää kaasua ja plasmaa) ympäröimä. Tätä jättiläistä kiertää toinen pienempi musta aukko, jonka massa on noin 150 miljoonaa kertaa Auringon massaa. Kaksi kertaa joka 12. vuosi pienempi musta aukko syöksyy suuren kertymäkiekon läpi, mikä aiheuttaa valon välähdyksen, joka on kirkkaampi kuin biljoona (1012) tähteä.

Vuonna 2015 Spitzer-teleskooppi havaitsi OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttämällä infrapunateleskooppiaan, joka pystyi havaitsemaan kaukaisen valon välähdyksen. Tämä välähdys oli merkki siitä, että pienempi musta aukko oli syöksynyt suuremman mustan aukon ympäröivän kaasulevyn läpi. Havainto oli onnekas, koska OJ 287 oli tuolloin Maasta katsottuna Auringon takana, mikä teki siitä näkymättömän maanpäällisille havaintolaitteille. Spitzer oli kuitenkin Aurinkoa kiertävällä radalla sellaisessa asemassa, että havaintoja voitiin tehdä.

Turkulaiset tutkijat, johtajanaan Aimo Sillanpää, olivat 1980-luvulla ensimmäisiä, jotka esittivät, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat binäärisestä mustan aukon järjestelmästä. Heidän työnsä on ollut perustavanlaatuinen OJ 287:n ymmärtämisessä ja on auttanut kehittämään malleja, jotka ennustavat mustien aukkojen välisten vuorovaikutusten aiheuttamia kirkkausvaihteluita.

TESS-observatorio (Transiting Exoplanet Survey Satellite) on tehnyt merkittäviä havaintoja OJ 287 -galaksin mustasta aukosta. Vuonna 2021 TESS havaitsi ensimmäistä kertaa suoraan pienemmän mustan aukon. Tutkijat ovat jo pitkään epäilleet, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat kahden mustan aukon vuorovaikutuksesta. TESS:n havainnot vahvistivat tämän teorian, kun se tarkkaili galaksin kirkkautta ja havaittu valon välähdys paljasti pienemmän mustan aukon olemassaolon.

OJ 287 on erityisen kiinnostava musta aukko useista syistä. Se sisältää kaksi massiivista mustaa aukkoa, jotka muodostavat harvinaisen binäärisen järjestelmän. Se tuottaa säännöllisiä valon välähdyksiä noin 12 vuoden välein, mikä on ollut arvoitus tähtitieteilijöille vuosikymmenien ajan. Välähdyksen kirkkaus on moninkertainen koko Linnunradan kirkkauteen verrattuna.

OJ 287 on ehdokas nanohertsin gravitaatioaaltoja lähettäväksi supermassiiviseksi mustan aukon binäärijärjestelmäksi, mikä tekee siitä tärkeän kohteen gravitaatioaaltojen tutkimuksessa. Gravitaatioaallot ovat avaruuden kaarevuuden aaltoja, jotka syntyvät massiivisten kappaleiden, kuten mustien aukkojen tai neutronitähtien, kiihtyvästä liikkeestä. Albert Einstein ennusti niiden olemassaolon vuonna 1916 yleisen suhteellisuusteorian pohjalta. Gravitaatioaaltojen havaitseminen on tärkeää, koska ne tarjoavat ainutlaatuisen tavan tutkia avaruuden äärimmäisiä ilmiöitä, kuten mustien aukkojen yhdistymisiä, neutronitähtien törmäyksiä ja maailmankaikkeuden alkuvaiheita.

OJ 287:n mustien aukkojen liikkeen mallintaminen on mahdollistanut ennusteiden tekemisen näiden välähdysten ajankohdista hyvin tarkasti, mikä tukee käsitystä siitä, että niiden liike tuottaa gravitaatioaaltoja. Tämä tekee OJ 287:stä parhaan ehdokkaan supermassiivisen mustan aukon parin havaitsemiseksi, joka lähettää gravitaatioaaltoja.

Tutkimus OJ 287:n osalta jatkuu, ja jokainen uusi havainto tuo meidät lähemmäksi ymmärrystä siitä, miten universumi toimii sen kaikkein mystisimmillä tasoilla. Tänä päivänä Turun yliopiston professori Mauri Valtosen johtamien tutkijoiden panos on ollut merkittävä tähtitieteen alalla ja heidän työnsä jatkuu edelleen tärkeänä osana OJ 287:n tutkimusta. Tämä tarina on esimerkki siitä, miten pitkäjänteinen tutkimustyö voi valaista avaruuden syvimpiä salaisuuksia.

 

 

tiistai 11. kesäkuuta 2024

Maapallo saattoi olla suorassa kosketuksessa tähtien välisen aineen kanssa miljoonia vuosia sitten

Uusi tutkimus ehdottaa, että Maapallo on saattanut olla suorassa kosketuksessa kylmän, tiheän tähtien välisen aineen kanssa noin 2-3 miljoonaa vuotta sitten. Tämä olisi tapahtunut, kun Aurinkokunta kulki paikallisen kylmien pilvien nauhan (LRCC) läpi, joka sijaitsee Ilveksen tähdistössä.

Tutkijat Bostonin yliopistosta ja Harvard Radcliffe Instituutista ovat julkaisseet tutkimuksen, jossa he esittävät, että Maapallo on saattanut olla suorassa kosketuksessa kylmän, tiheän tähtien välisen aineen kanssa noin 2 – 3 miljoonaa vuotta sitten. Tämä olisi tapahtunut, kun Aurinkokunta kulki paikallisen kylmien pilvien nauhan (LRCC) läpi.

Havainnekuva Auringon kulusta tähtivälisen kylmän vetypilven läpi. Kuvan on luonnut Copilot AI. Kuva © Kari A Kuure
 

Tutkimuksessa käytettiin huipputeknologista simulaatiota heliosfäärin (Auringon tuottama kupla) kutistumisesta 0,22 au:n mittakaavaan, mikä on paljon pienempi säde kuin Maan kiertoradalla Auringon ympäri. Tämä olisi altistanut Maapallon suoraan kosketukseen tiheän tähtien välisen aineen kanssa (neutraali vety + metalleja), jonka tiheys oli noin 3 000 cm−3.

Tällainen skenaario sopii yhteen geologisen todistusaineiston kanssa, joka on peräisin 60Fe- ja 244Pu-isotoopeista. Pilven läpi kulkeminen ja siihen liittyvä lisääntynyt galaktinen kosminen säteily olisi voinut vaikuttaa merkittävästi Maan ilmakehään ja ilmastoon.

Tutkimuksen johtaja, astrofyysikko Merav Opher uskoo, että Auringon sijainti avaruudessa saattaa muokata Maan historiaa enemmän kuin aiemmin on ajateltu. Hänen mukaansa tämä paperi on ensimmäinen, joka kvantitatiivisesti osoittaa, että Aurinko on kohdannut jotain Auringon ulkopuolella olevaa, joka olisi vaikuttanut Maan ilmastoon.

--

Tämä tiivistetty artikkeli ja havainnekuva ovat tehty tekoälyavusteisesti! Jos haluat tarkempia tietoja, lue alkuperäinen tutkimusraportti, linkki on tekstissä. Voit kommentoida mitä pidät lopputuloksesta?

 

sunnuntai 2. kesäkuuta 2024

Uusi kaukainen galaksi havaittiin JWST:lla

Uusi, kaukainen – mutta ei varmastikaan kaukaisin – galaksi havaittiin James Webb avaruusteleskoopilla. Professori Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Piazza dei Cavalieri 7, I-56126 Pisa, Italy) johtama tukijaryhmä määritteli havaitun valon lähteneen (z = 14,32) noin 290 miljoonan vuoden ikäisestä maailmankaikkeudesta. Tällä hetkellä se on siis kaukaisin havaittu galaksi. Raportti tutkimuksesta on julkaistu Cornell yliopiston ylläpitämässä arXiv-julkaisupalvelussa ennen varsinaisen paperiversion julkaisemista.

Tuhansien pienten, eri muotoisten ja väristen galaksien kenttä avaruuden mustalla pohjalla. Kirkas etualan tähti, jossa on diffraktiopiikkejä, on vasemmassa alakulmassa. Keskustan lähellä pieni valkoinen laatikko hahmottaa alueen ja kaksi diagonaalista viivaa johtavat suurempaan laatikkoon oikeassa yläkulmassa, mikä suurentaa tämän alueen näkymää. Laatikon sisällä on banaaninmuotoinen möykky, joka on toisesta puolesta sinertävän punainen ja toisesta puoliskosta selvästi punainen. Nuoli osoittaa punaisempaan osaan ja on merkitty (JADES GS z 14 0.) 

Kuva: NASA, ESA, CSA, STSCI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)


Tutkijat arvioivat, että JWST:llä pystytään havaitsemaan galakseja, jotka ovat vain 1/10 galaksin JADES–GS–z14–0 kirkkaudesta (Muv=20.81±0.16). Tästä voidaan päätellä, että jossakin vaiheessa lähitulevaisuudessa havaitaan galaksi, josta tuleva valo on peräisin vieläkin varhaisemmasta maailmankaikkeudesta.

Uutinen tässä havainnossa ei kuitenkaan ole galaksin etäisyys, vaan se mitä galaksista on mitattu. Tärkein löytö lienee hapen runsas esiintyminen galaksissa. Tämä tarkoittaa sitä, että galaksista lähtenyt valo on peräisin ensimmäisten (ei kuitenkaan aivan ensimmäisen) sukupolvien tähdistä. Hapen olemassaolo kertoo valon lähteeksi tähdet (mustien aukkojen kertymäkiekkojen lisäksi). Mustat aukot ovat tavallisempia ja usein yksinomaisia valonlähteitä varhaisen maailmankaikkeuden galakseissa.

Tutkijoiden antaman lausunnon mukaan he ihmettelevät sitä, kuinka nopeasti tällainen tähdistä koostuva galaksi on täytynyt syntyä? Vastaus lienee siinä, että ensimmäisten sukupolvien tähdet ovat hyvin massiivisia ja niiden evoluutio super- tai hypernoviksi kestää vain muutaman miljoonan vuoden verran. Galaksi on hyvin pieni, vain noin 1 600 valovuotta halkaisijaltaan ja massaa sillä on useita satojamiljoonia auringonmassoja.