Komeetta tähtienvälisestä avaruudesta

KAK/ ESA:n tiedote – Tähtitieteilijät ovat vahvistaneet harvinaisen vierailijan löytämisen: komeetta tulee Aurinkokunnan ulkopuolelta.

Löytö on saanut luettelotunnuksen 3I/ATLAS, ja se on hiljattain tunnistettu tähtienvälinen kohteeksi. Se on vasta kolmas laatuaan koskaan havaittu kuuluisien 1I/Oumuamua vuonna 2017 ja 2I/Borisov vuonna 2019 jälkeen. Suomessa ^[1] useampaan kameraan 23.10.202022 tallentunut meteorin aiheuttanutta pienkappaletta pidetään ilmeisesti sen verran vähäpätöisenä, että sille ei ole kansainvälistä I-tunnusta annettu.

Komeetta näkyy himmeänä pisteenä kuvan keskellä. Muut kohteet ovat taustataivan tähtiä, joiden suhteen komeetta liikkuu.  Kuva ESA/Las Cumbres Observatory.

Komeetta havaittiin ensimmäisen kerran 1. heinäkuuta 2025 Asteroid Terricular-impact Last Alert System (ATLAS) -teleskooppilla (Río Hurtado, Chile). Sen epätavallinen suunta herätti heti epäilyksiä kappaleen alkuperäksi tähtienvälistä avaruutta. Tämän vahvistivat myöhemmin tähtitieteilijät ympäri maailmaa, ja kohde sai tunnuksen 3I/ATLAS, mikä osoittaa sen aseman kolmantena tunnettuna tähtienvälisemä matkaajana.

3I/ATLAS on tällä hetkellä noin 670 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta ja lähestyy periheliä, jonka se saavuttaa lokakuun lopulla 2025. Periheli on Marsin kiertoradan sisäpuolella. Kappaleen kooksi arvioidaan olevan jopa 20 kilometriä halkaisijaltaan ja sen nopeus noin 60 km/s suhteessa Aurinkoon. Nopeus on sen verran suuri, että se tulee myös poistumaan Aurinkokunnastamme aikanaan. 3I/ATLAS ei aiheuta vaaraa maapallolle, sillä se ei tule lähemmäksi Maata kuin 240 miljoonaa kilometriä, yli 1,5 au:n etäisyydelle.

Heti lähestyvän kappaleen havaitsemisen jälkeen automaattiset havaitsemisjärjestelmät varoittivat ESA:n tähtitieteilijöitä, jotka osallistuvat vanhempien havaintojen kartoitukseen, jotta komeetan rata voitaisiin määrittää mahdollisimman tarkasti. Tämä toiminta ja tehtävä tunnetaan nimellä ‘precovery. ’

ESA-tähtitieteilijät käyttävät kaukoputkia Havaijilla, Chilessä ja Australiassa seuraamaan komeetan etenemistä. Jotkut näistä kaukoputkista ovat ESA: n omistuksessa, ja toisia voidaan käyttää pitkäaikaisten kumppanuussopimusten ansiosta. Nämä ponnistelut ovat osa ESA: n laajempaa tehtävää havaita, seurata ja luonnehtia maapallon lähellä tulevia kohteita (NEO), vaikka 3I/ATLAS ei olekaan yksi niistä.

Lähestyvä 3I/ATLAS on aktiivinen komeetta. Jos se lämpiää riittävästi lähestyessään Aurinkokuntamme sisäosia, se voi tuottaa itselleen pyrstön. Ensimmäiset merkit pyrstön muodostumisesta onkin jo havaittu ja tästä syystä sitä pidetään komeettana. Perihelin aikaan komeetta sijaitsee samalla suunnalla kuin Aurinko Maasta katsottuna. Näin ollen se ei ole näkyvissä, mutta sen odotetaan ilmaantuvan näkyviin joulukuun alussa. Tällöin se on jälleen havaittavissa ja mahdolliset perihelin aikaiset muutokset tulevat näkyviin.

Se, mikä tekee tähtienvälisistä kohteista niin poikkeuksellinen, on alkuperä. Vaikka jokaisella planeettakuntamme planeetalla, kuulla, asteroidilla ja komeetalla on yhteinen alkuperä, tähtienväliset vierailijat ovat todella ulkopuolisia. Ne ovat muiden planeettajärjestelmien jäännöksiä, joilla on erilainen synty- ja kehityshistoria, ja ne voivat kertoa meille paljon lisää maailmankaikkeuden toiminnasta.

Havainnekuva Comet Interceptor mission luotaimista lähestymässä komeettaa. Kuva ESA.

Tulipa komeetat tähtienvälisestä avaruudesta tai omaan Aurinkokuntaamme kuuluvasta Oortinpilvestä, ne tarjoavat mahdollisuuden tutkia niiden ainukertaisia piirteitä ja ominaisuuksia. ESA valmisteleekin operaatiota ”Comet Interceptor mission” ^[2], jossa vuoden 2029 aikana sijoitetaan luotain Maan Lagrangen pisteeseen (L2). Luotain ”pysäköidään” sinne odottamaan sopivaa komeettaa, jonka luotain voisi tavoittaa.

Jos tällainen komeetta havaitaan, niin pysäköity luotain lähettää kaksi mukanaan kuljettamaa pienempää luotainta kohtaamaan tulijan. Kahdella luotaimella voidaan havaita komeetta eri puolilta ja eri etäisyyksiltä, jolloin mahdollisesti saatava data on mahdollisimman monipuolista ja samalla se tarjoaa tarkastella kohdetta 3D-tilassa. Ei ole mitään varmuutta siitä, tuleeko tällaista komeettaa sinä aikana, jonka luotain voi toimia, mutta sillä on kuitenkin paljon paremmat mahdollisuudet onnistua tehtävässä kuin vasta sitten Maasta lähetettävällä luotaimilla.

 

Viitteet

[1] Voit lukea tästä tapahtumasta Avaruusmagasiinin artikkelista ”Tähtienvälinen meteoroidi hipaisi maapallon ilmakehää”  ja Tähdet ja avaruus -lehti no. 2/2023: Mikko Suominen ja Marko Pekkola: ”Suomen yllä viiletti tähtienvälinen meteoroidi.”

[2] Lue artikkeli ”Top five questions Comet Interceptor will help answer” .

Hyödyllistä tietää

Lue myös ESA:n englanninkielinen artikkeli ”How are comets named?”

 

Asteroidien lähiohitus on arkipäivää

Maaliskuussa uutiskynnyksen ylitti kaksikin asteroidin tekemään lähiohitusta. Ensimmäinen näistä oli tänä vuonna havaittu 2023 DW -asteroidi, jonka törmäyksen todennäköisyydeksi Maahan arvioitiin olevan 1/560 helmikuun 14. päivänä 2046. Asteroidin kooksi arvioitiin noin 50 metriä.

Toinen uutisoiduista asteroideista oli 2023 DZ₂, joka myös löydettiin alkuvuodesta. Se ohitti maapallon alle Kuun etäisyydeltä (0,54 LD) 25. maaliskuuta ja senkin koko on noin 50 metrin luokkaa.

Asteroidi 2023 BU ohitti maapallon vain 9 967 km (0,03 LD) etäisyydeltä tammikuun 27. päivänä 2023 kello 00.28 UTC aikaa. Vauhtia sillä oli maapallon suhteen 9,27 km/s. Kuvakaappaus CNEOSin mallinnusohjelmasta.

Nämä kaksi esimerkki ovat kuitenkin vain ”jäävuoren huippu”, sillä asteroidien lähiohitukset ovat arkipäivää. Parhaiten tietoa asteroideista ja niiden ohituksista saa tietoa Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) sivustolta, jossa listataan kaikki havaitut asteroidit, jotka kiertävät Aurinkokunnassamme lähellä maapallon rataa.

Tarkastellaanpa tilastoja vaikkapa vain vuosi taaksepäin. Vuoden aikana maapallon on ohittanut kaikkiaan 102 asteroidia alle Kuun keskietäisyydeltä (384 317 km). Toisin sanoen, lähiohitus on tapahtunut keskimäärin joka kolmas vuorokausi. Kun asteroidien ohituksia tapahtuu näinkin runsaasti, olisi myös mielenkiintoista tietää, kuinka suuria tai massiivisia nämä ohittavat kappaleet ovat? Samasta taulukosta tämäkin asia on kerrottu.

Jo aikaisemmin mainittu 2023 DZ₂ on harvinaisuudessaan kerran kymmenessä vuodessa esiintyvä lähiohitus (luokka 3). Sen kooksi siis on ilmoitettu 38 – 85 metriä, yhdellä luvulla ilmoitettuna noin 50 metriä.

Pienempien asteroidien harvinaisuusluokka 2 tarkoittaa noin kerran vuodessa tapahtuvaa lähiohitusta. Tällä kertaa näitä tapahtumia olikin runsaasti, sillä kaikkiaan kuusi lähiohitusta oli tapahtunut viimeksi kuluneen vuoden aikana. Näistä yksi (2023 TM2) oli kooltaan noin 40 metriä ja kaksi (2022 JO₁ ja 2023 CK) olivat kooltaan hieman alle 20 metrisiä (Tšeljabinskin asteroidin kokoluokaa). Loput kolme oli sitten alle 10 metrisiä.

Lähin ohituksista tapahtui tammikuun 27. päivänä 2023. Silloin asteroidi 2023 BU ohitti maapallon vain 9 967 km etäisyydeltä (kts kuva). Kokoa tällä asteroidilla oli noin 5 metriä ja se luokiteltiin harvinaisuusluokkaan 2. Seuraavaksi lähin ohitus tapahtui syyskuun 19. päivänä 2022, jolloin etäisyyttä Maahan oli vain 14 863 km.

Maapallon suhteen nopeimman ohituksen teki asteroidi 2022 YW₆, jolle mitattiin vauhdiksi 29,84 km/s. Kolme muutakin asteroidia ohitti maapallon yli 20 km/s nopeudella.

Havaituista ohittajista merkittävä osa oli asteroideja, jotka oli löydetty kuluneen vuoden aikana. Asteroidin löytymiseen vaikuttaa ennen kaikkea niiden koko ja etäisyys, sillä keskimäärin ne heijastavat suhteellisen huonosti auringonvaloa. Näin ollen pieneten kappaleiden löytömahdollisuus avautuu vasta lähellä maapalloa, kun niiden kirkkaus on riittävä.

Asteroideja etsitään kaiken aikaan automaattisesti toimivissa observatorioissa. Suurin osa observatorioista sijaitsee pohjoisella pallonpuoliskolla, joten eteläinen tähtitaivas on jonkin verran heikommin valvottu. Oma lukunsa ovat maapallon radan sisäpuolella olevat asteroidit, joiden havaitseminen on todella vaikeaa, sillä auringonvalo vaalentaa tähtitaivaan ja kadottaa asteroidit näkyvistä. Näin ollen ei ole mikään ihme, että ne pääsevät helposti yllättämään tutkijat ja havaitsijat.

Jos tarkastellaan tulevaisuutta, vaikka lähimmän vuoden aikana, niin lähiohitukset jatkuvat edelleen samanlaisena kuin tähänkin asti. Tosin tarkastelumme rajoittuu ainoastaan tunnettuihin asteroideihin, sillä viimeksi kuluneen vuoden aikana suuri osa oli vain hieman aikaisemmin löydettyjä.

Vuoden aikana tiedossa oleva lähin ohitus tapahtuu 25. marraskuuta 2023, jolloin asteroidi 2019 DZ₂ ohittaa maapallon 2,8 × Kuun etäisyydeltä (2,8 LD). Kokoa sillä on noin 50 metriä.

Kookkain asteroideista on 363505 (2003 UC₂₀), jonka kooksi arvioidaan 1,9 km. Tämä kuitenkin ohittaa maapallon turvallisesti noin 13,7 LD etäisyydeltä marraskuun 2. päivänä 2023. Kolme seuraava on noin kilometriluokkaa olevia asteroideja. Loput kaikkiaan 128 asteroidista ovat pienempiä ja kaikkein pienin on noin 2 metrinen 2011 CQ₁, joka ohittaa maapallon 26.tammikuuta 2024 noin 11,3 LD etäisyydeltä. Tämä siis sillä varauksella, että vielä pienempää kappaletta ei avaruudesta havaita.

Tulevaisuudessa reilun sadan vuoden aikana tunnetut asteroidit tekevät vähintään 73 lähiohitusta. Tämä tietystikään ei ole koko totuus sillä kaiken aikaa teemme uusia löytöjä ja niistä iso joukko ohittaa maapallon alle Kuun etäisyydeltä. Näin ollen emme voi tietää millaisia yllätyksiä ja lähiohituksia maapallo kohtaa tulevan vuoden ja vuosisadan aikana ja kuinka monta todellista törmäystä tulee tapahtumaan. 

Harvinaisin luokkaan 6 kuuluva asteroidi on tunnettu 99942 Apophis, joka huhtikuun 13. päivänä 2029 ohittaa maapallon todella läheltä. Ohitusetäisyys on 38 012 km ja kokoa asteroidilla on noin 350 m. Harvinaisuusluokka 6 tarkoittaa noin kerran 10 000 vuodessa esiintyvää ohitusta. Asteroidi löydettiin jouluna 2004 ja ensimmäisten havaintojen myötä ratalaskelmat osoittivat hyvin suurta todennäköisyyttä törmäykseen.

Jos et ole seurannut asteroidien löytöjä aktiivisesti, niin voit ehkä ihmetellä miksi et ole kuullut tästä suuresta törmäysmahdollisuudesta aikaisemmin. Tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että maailman tiedostusvälineet olivat täynnä uutisia Indonesian maanjäristyksestä ja sitä seuranneen tsunamissa menehtyneiden ihmisten suuresta määrästä. Etäinen maapalloon kohdistuva uhka sai väistyä kansainvälisten uutistoimistojen uutispalveluissa.

Myöhemmät havainnot poistivat Apophis:n mahdollisten törmääjien luettelosta. Lähiohitus Maan kanssa kuitenkin muuttaa sen rataa, ja kuka tietää, jos vaikka joskus kaukaisemmassa tulevaisuudessa se uhkaisi todella Maata.  Niinpä emme kysy törmääkö joskus joku asteroidi Maahan, vaan kysymme: milloin se tapahtuu?

 

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.

Pieni asteroidi pääsi yllättämään

Perjantaina 13. marraskuuta kello 19.20 Suomen aikaa tapahtui pienen asteroidin lähiohitus Tyynellä merellä lähellä Pitcairn saarta. Tapahtuma kuitenkin huomattiin vasta 15 tuntia myöhemmin Mauna Loan huipulla olevalla Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) valokuvauskameralla. Asteroidi oli ennestään tuntematon syystä, että sen rata sijoittui lähes kokonaan maapallon radan sisäpuolelle ja oli siten erittäin vaikeasti havaittavissa.

Asteroidi sai luettelotunnuksen 2020 VT4 ja sen kooksi arvioitiin 5 – 10 metriä. Ohitusetäisyys oli vain noin 400 km. Ennen ohitusta asteroidi oli 549 vuorokauden kiertoradalla Auringon ympäri ja radan inklinaatio oli noin 13°. Ohitus muutti asteroidin rataa niin, että sen periheli siirtyi Venuksen radan sisäpuolelle ja asteroidin luokitus muuttui NEO Apollo -asteroidista Aten-asteroidiksi. Inklinaatioksi tuli 10,2°.

2020 VT4 tulee seuraavan kerran maapallon lähelle 13. 11 vuonna 2052, jolloin ohitusetäisyys on noin 0,02 au eli noin 3 miljoona kilometriä.

Asteroidin 2020VT4 rata maapallon lähellä. Kuva Tony Dunn.

Mitä olisi tapahtunut, jos asteroidi olisi tullut maapallon ilmakehään? Tuskin juuri mitään muuta kuin hieno ilotulitus. Jos asteroidi olisi vain hipaissut ilmakehän ulko-osia, se olisi jatkanut matkaansa Auringon kiertoradalla. 

Hieman jyrkemmässä kulmassa tai hieman syvemmälle ilmakehään tullessa se olisi aiheuttanut suunnilleen samanlaisen hienon näytelmän kuin mitä koettiin vuonna 2013 Tšeljabinskissa. 

Vielä jyrkemmässä kulmassa saapuessaan asteroidi olisi pirstoutunut lukuisiksi pienemmiksi kappaleiksi, joista suurimmat varmasti olisivat päätyneet, tässä tapauksessa Tyyneen mereen. Maa-alueella tietysti pinnalle olisi satanut muutamia tuhansia pieni kivenkappaleita.