Komeetta 3I/ATLAS

KAK – Ensimmäinen tähtienvälisestä avaruudesta tullut komeetta, 3I/ATLAS, ohitti tänään Marsin suhteellisen läheltä. Etäisyyttä Marsiin oli vain noin 0,19 au (30 miljoonaa km) kello 4 UTC aikaan (kello7 Suomen aikaa). Komeetan nopeus Marsin suhteen oli noin 86 km/s. Komeetan liikerata on päinvastainen kuin Marsin liikesuunta Auringon ympäri, joten kohtaamisnopeus on melkoisen suuri.

NASAn julkaisema kuva komeetta 3I/ATLAS:sta. Kuvassa näkyy koma ja siitä lähteä pyrstö. Taustataivaan tähdet näkyvät viiruina kaukoputken seuratessa komeettaa. Kuva NASA.

Komeetta on siis retrogradisella radalla, radan inklinaatio on 135,5°. Tämä tarkoittaa sitä, että komeetan liikesuunta on Aurinkokunnan yleistä liikesuunnan suhteen vastakkainen. Tästä johtuu, että myös havaintoikkunat ovat suhteellisen lyhyitä Aurinkokuntamme komeettoihin verrattuna.

Marsin kiertoradalla ja Marsin pinnalla olevat luotaimet tekevät havaintoja komeetan ollessa Marsia lähimmillään. Luotaimia ei kuitenkaan ole suunniteltu komeettojen havaitsemiseen, joten niillä on hyvin rajalliset kyvyt tehdä merkittäviä havaintoja.

Marsin kiertoradalla olevilla ESA:n Mars Express ja ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ovat avainasemassa havaintojen teossa. Myös Marsin kiertoradalla oleva Mars Reconnaissance Orbiter:n on tarkoitus tehdä havaintoja komeetasta. Näillä laitteilla on mahdollista havaita komeetan komaa ja pyrstöä, jotka koostuvat pölystä ja kaasuista, sillä ne ovat näkyviä luotainten kameroissa. Lisäksi luotaimissa on spektrografeja, joilla voidaan tehdä havaintoja vedestä ja hiilidioksidista ja muista haihtuvista kaasuista. Lisäksi niiden avulla on mahdollista tehdä pitkittäishavaintoja, kuinka koman ja pyrstöjen kirkkaudet muuttuvat sinä aikana, kun komeetta on luotainten havaintolaitteiden näkyvissä.

Komeetta saavuttaa perihelin lokakuun 29. päivänä. Silloin sen etäisyys Auringosta on 1,356 au (203 456 000 km) ja komeetan nopeus on noin 68 km/s. Perihelin jälkeen komeetan rata vie sen kauemmaksi Auringosta ja lopulta komeetta poistuu Aurinkokunnasta.

Marsin jälkeen komeetta tulee Jupiterin läheisyyteen, vaikka ohitus tapahtuukin melko kaukaa. Lyhimmillään komeetan ja Jupiterin välinen etäisyys on maaliskuun 16. päivänä 2026. Silloin näiden kappaleiden välinen etäisyys toisistaan on 0,359 au.

Saturnuksen radan komeetta ylittää heinäkuussa 2026, Uranuksen toukokuussa 2027 ja Neptunuksen maaliskuussa 2028. Nämä Aurinkokuntan uloimmilla radoilla olevat planeetat ovat kaikki kaukana komeetasta sen ylittäessä niiden radat.

Komeetan rata on merkitty punaisella viivalla ja himmeällä harmaalla on merkitty ekliptikantaso ja siihen liittyvät pystysuorat viivat kertovat radan korkeuden ekliptikan suhteen. Komeetta (liike vasemmalta oikealle) on tähän asti ollut ekliptikan eteläpuolella mutta Marsin ohittamisen jälkeen se siirtyy ekliptikan pohjoispuolelle. Kuvakaappaus Van Buiten komeettasivun ratalaskurista.

Maan suhteen komeetta on kaiken aikaa melkoisen kaukana. Lyhimmillään komeetan etäisyys Maasta on joulukuun 19. (2025) päivänä, jolloin sen etäisyys on 1,797 au. Suuresta etäisyydestä johtuen, komeetan kirkkaus on vähäinen. Tänään se näkyisi parhaimmillaan noin m_v=12,7 kirkkaudella, etäisyyden ollessa noin 2,492 au. Lisäksi sen deklinaatio on pieni ( –10° 38’). Lisäksi sen havaitsemisen tällä hetkellä estää Auringon läheisyys. Seuraavan kerran komeettaa voidaan havaita Maasta marraskuusta alkaen, jolloin sen kirkkauden arvioidaan olevan suurin, noin m_v=11,5.

Joulukuussa komeetasta voisi tehdä havaintoja kohtalaisen kokoisella harrastaja kaukoputkella. Etäisyyden ollessa lyhin (19.12.2025) komeetan lasketaan olevan kirkkaudeltaan m_v=13,7. Valokuvaamalla ja pinoamalla muutaman kymmen kuvaa, sen pitäisi tulla näkyville kohtalaisen helposti. Joulukuussa komeetan deklinaatio on noin 7° ja se kasvaa hiljalleen ajan kuluessa, joten Suomesta se näkyy kohtalaisella korkeudella. Havaintoaika vain on aamuyöstä tai varhain aamulla (etelämerdiaanin ylitys on noin kello 5.20), jolloin komeetta on korkeimmillaan horisontista 35° (Tampere) korkeudella.

 

Kuinka suuri on komeetta 3I/ATLAS?

Kuten aina, uuden kohteen koko kiinnostaa niin tutkijoita kuin maallikkojakin. Komeetat ovat erityisen vaikeita kohteita, sillä ne ovat lähes aina niin pieniä kappaleita, että itse komeettaydintä on lähes mahdotonta nähdä. Pienen koon lisäksi ytimen havaittavuutta vaikeuttaa komeetan ympärille kehittyvät kaasukehä, jonka kirkkaus estää ytimen näkymisen melko tehokkaasti.

Elokuussa 2025 julkaistujen Hubble-havaintojen perusteella ytimen säde on enintään 2,8 km, jos oletetaan albedon olevan 0,04. Tämä antaa ylärajaksi halkaisijan noin 5,6 km. Samassa analyysissä alaraja saatiin noin 0,16 km:n säteelle. Tämä riippuu siitä, mitä haihtuvia aineita (vesijää, hiilimonoksidi) komeetassa on.

Parhaiden havaintojen perusteella 3I/ATLAS:n ytimen koko on todennäköisesti alle 5 – 6 km halkaisijaltaan. Arviot pienemmästä ytimestä, noin kilometrin luokkaa, ovat täysin mahdollisia. Suuret, kymmenien kilometrien kokoluokkaa olevat vaihtoehdot jäävät vähemmän todennäköisiksi, mutta niitä ei voi täysin sulkea pois ennen kuin lisähavaintoja saadaan.

 

Lähteet

·         ArXiv: Hubble observations of interstellar comet 3I/ATLAS

·         ArXiv: SPHEREx observations of 3I/ATLAS

·         Astrobiology.com: Hubble makes size estimate of interstellar comet 3I/ATLAS (2025-08-29)

·         Avi Loeb (Medium): Is the nucleus of 3I/ATLAS 15 kilometers in diameter?

·         astro.vanbuiten.nl

 

 

Tähtitieteilijät löysivät uuden sednoidin

KAK – Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt ^[4] uuden sednoidin. Nimitys sednoidi tulee Sedna kuiperoidista, joka kiertää kaukana Neptunuksen radan ulkopuolella. Löydetty kiertolainen tunnetaan tunnuksella 2023 KQ14 ja siitä on käytetty ei-niin virallista nimeä Ammoniiti. Kansainvälinen tähtitietelijöiden unioni nimeää virallisesti löydetyn kappaleen myöhemmin.

Tekoälyn luoma havainnekuva ”Ammoniitista” Kuva: Ying-Tung Chenin (ASIAA) 

Kohde löydettiin osana FOSSIL-tutkimusprojektia ^[3] (Formation of the Outer Solar System: An Icy Legacy). Kohde löydettiin Subaru-teleskoopilla ^[2] maalis-, touko- ja elokuussa 2023 tehtyjen havaintojen avulla.  Ensimmäisten havaintojen jälkeen heinäkuussa 2024 Kanada-Ranska-Havaiji-teleskoopilla tehdyt seurantahavainnot ja tunnistamattomien havaintojen etsintä muiden observatorioiden vanhoista tiedoista mahdollistivat tähtitieteilijöiden seurata kohteen kiertorataa 19 vuoden ajan. Erikoisen kaukaisen kiertoratansa ^[1] vuoksi 2023 KQ ₁₄ on luokiteltu "sednoidiksi", joten se on vasta neljäs tunnettu esimerkki tästä harvinaisesta kohdetyypistä.

Ammoniitin (punainen) kiertorata ja kolmen muun sednoidin kiertoradat. Keskellä oleva syaani ympyrä edustaa Neptunuksen kiertorataa. Kuva: Ying-Tung Chen (ASIAA).

Se, että 2023 KQ ₁₄ kiertorataa muiden sednoidien radoista, viittaa siihen, että ulompi aurinkokunta on monimuotoisempi ja monimutkaisempi kuin aiemmin on ajateltu. Tämä löytö asettaa myös uusia rajoituksia hypoteettiselle yhdeksännelle planeetalle. Jos yhdeksäs planeetta on olemassa, sen kiertoradan on sijaittava kauempana kuin tyypillisesti ennustetaan.

Japanin kansallisen tähtitieteellisen observatorion tohtori Yukun Huang, joka suoritti kiertoradan simulaatioita, kommentoi: ”Se, että 2023 KQ ₁₄ :n nykyinen kiertorata ei ole linjassa kolmen muun sednoidin kiertoradan kanssa, vähentää yhdeksännen planeetan hypoteesin todennäköisyyttä. Huang kuitenkin selittää lausuntoaan seuraavasti: ”On mahdollista, että Aurinkokunnassa on joskus ollut planeetta, mutta se on myöhemmin sinkoutunut ulos, mikä on aiheuttanut nykyään näkemämme epätavalliset kiertoradat.”

Tämän löydön merkityksestä tohtori Fumi Yoshida toteaa: ”2023 KQ ₁₄ löydettiin kaukaiselta alueelta, jossa Neptunuksen gravitaatiolla on vain vähän vaikutusta. Pitkänomaisten kiertoratojen ja pitkien perihelin etäisyyksien omaavien kohteiden läsnäolo tällä alueella viittaa siihen, että muinaisena aikana, kun 2023 KQ ₁₄ muodostui, tapahtui jotain poikkeuksellista. Näiden ainutlaatuisten, kaukaisten kohteiden kiertoradan kehityksen ja fysikaalisten ominaisuuksien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää Aurinkokunnan koko historian ymmärtämiseksi. Tällä hetkellä Subaru-teleskooppi on yksi harvoista maapallon teleskoopeista, jotka pystyvät tekemään tällaisia löytöjä. Olisin iloinen, jos FOSSIL-tiimi voisi tehdä paljon lisää tällaisia löytöjä ja auttaa piirtämään täydellisen kuvan Aurinkokunnan historiasta.”

Tämä animaatio näyttää 2023 KQ14:n ("ammoniitti") liikkeen useiden tuntien ajan. Kuva: NAOJ, ASIAA

Tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja ASIAA:n tukitieteilijä, tohtori Ying-Tung Chen, huomautti, että ammoniitti on neljäs löydetty Sednan kaltainen kohde. Tri Chen korosti, että vaikka aiemmin tunnetuilla Sednan kaltaisilla kohteilla on suunnilleen samanlaiset kiertoradat, Ammoniitin kiertorata on suunnaltaan vastakkainen. Jos yhdeksäs planeetta olisi olemassa, on tutkittava syytä, miksi Ammoniitin kiertorata ei ole sama kuin muiden sednoidien kiertorata. Ammoniitin olemassaolo rajoittaa myös yhdeksännen planeetan mahdollisia kiertorataparametreja. "Ammoniitin löytäminen on kuin puuttuvan palan löytämistä aurinkokunnan rajaseudulta", tri Chen sanoi. "Se laajentaa ymmärrystämme erittäin kaukaisten transneptunisten kohteiden kiertoratojen jakautumisesta."

”Ammoniitin löytämisen merkitys ulottuu paljon yhden kaukaisen kohteen lisäämistä pidemmälle”, sanoo vastaava kirjoittaja ja ASIAA:n tutkija, tohtori Shiang-Yu Wang. ”Ammoniitin kiertorata kertoo meille, että jokin muovasi ulkoaurinkokuntaa jo hyvin varhaisessa vaiheessa. Olipa kyseessä sitten ohikulkeva tähti tai piilossa oleva planeetta, tämä löytö tuo meidät lähemmäksi totuutta.”

 

Lähteet

https://www.nao.ac.jp/en/news/science/2025/20250715-subaru.html

https://press.asiaa.sinica.edu.tw/ASIAA_TAIWAN_News/250715

https://subarutelescope.org/en/results/2025/07/14/3574.html

 

Viitteet

[1] Radan periheli on q = 66 au:n etäisyydellä Auringosta ja sen kiertoradan isonakselin puolikas on a= 252 au, radan inklinaatio on noin i= 11° ekliptikan suhteen. Simulaatioiden perusteella sen rata on olut stabiili jo 4,5 miljardin vuoden ajan. Vaikka sen nykyinen kiertorata eroaa muiden sednoidien kiertoradoista, simulaatiot viittaavat siihen, että niiden kiertoradat olivat huomattavan samankaltaisia noin 4,2 miljardia vuotta sitten.

Sednan kaltaisten kohteiden tunnusomainen piirre on niiden periheli – lähimpänä Aurinkoa niiden kiertoradoilla oleva piste – joka sijaitsee kaukana Neptunuksen kiertoradasta (noin 30 AU). Aikaisemmin ainoat tunnetut näin kaukana Auringosta sijainneet kohteet olivat Sedna (periheli ~76 AU), 2012 VP₁₁₃ (periheli ~80 AU) ja Leleakuhonua (periheli ~65 AU).

[2] Subaru-teleskooppin pääpeilin halkaisija on 8,2 metriä ja se sijaitsee Maunakealla Havaijilla.

[3] Tämä kansainvälinen tutkimus on osa Formation of the Outer Solar System: An Icy Legacy (FOSSIL) -projektia. Tiimiin kuuluu tutkijoita Taiwanin National Central Universitystä, NAOJ:sta, japanilaisesta Kinki-yliopistosta, Kanadan kansallisesta tutkimusneuvostosta, Korea Astronomy and Space Science Institutesta, Nanjingin yliopistosta Kiinasta ja muista laitoksista. Taiwanilaisia projektin jäseniä tukevat Academia Sinica ja National Science and Technology Council.

[4] Chen, YT., Lykawka, P.S., Huang, Y. et al. Discovery and dynamics of a Sedna-like object with a perihelion of 66 au. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02595-7

 

Neptunuksen infrapuna-revontulet havaittu ensimmäistä kertaa – uusi löytö James Webb -avaruusteleskoopilta

Revontuliharrastajille on tarjolla jännittäviä uutisia aurinkokuntamme ulkoreunoilta: James Webb -avaruusteleskooppi (JWST) on tehnyt historiallisia havaintoja Neptunuksen revontulista. Tämä on ensimmäinen kerta, kun infrapuna-alueen revontulia on havaittu tällä planeetalla. Löytö julkaistiin arvostetussa Nature-tiedejulkaisussa maaliskuussa 2025.

 

James Webb -avaruusteleskooppi havaitsi Neptunuksella ensimmäistä kertaa infrapuna-revontulia. Revontulet näkyvät tässä tehostetussa värikuvassa syaaninvärisinä. Kuvat: NASA, ESA, CSA, STScI, Heidi Hammel (AURA), Henrik Melin (Northumbria University), Leigh Fletcher (University of Leicester), Stefanie Milam (NASA-GSFC).

 

Mitä JWST löysi?

JWST:n instrumentit havaitsivat voimakasta infrapunaemissiota Neptunuksen keskileveysasteilla, mikä viittaa revontuliin. Erityisesti havaittiin trihydrogenkationin (H₃⁺) emissiosignaalia, joka syntyy, kun aurinkotuulen varatut hiukkaset törmäävät planeetan yläilmakehään ja ionisoivat vetyä. Tämä havainto osoittaa, että Neptunuksen magneettikenttä ja aurinkotuuli vuorovaikuttavat tavalla, jota ei aiemmin ole havaittu näin yksityiskohtaisesti.

Toisin kuin Maassa, jossa revontulet keskittyvät magneettisten napojen ympärille, Neptunuksen revontulet esiintyvät epätavallisilla leveyspiireillä. Tämä johtuu Neptunuksen voimakkaasti kallistuneesta (47 astetta) ja epävakaasta magneettikentästä, joka saa aikaan sen, että revontulet eivät noudata perinteisiä napakoordinaatteja.

Miksi havainto on merkittävä?

Tähän asti Neptunuksen revontulet ovat olleet vain teoreettinen ilmiö, sillä aiemmat avaruusluotaimet, kuten Voyager 2, eivät pystyneet havaitsemaan niitä yksityiskohtaisesti. JWST:n infrapunahavainnot tarjoavat nyt ensimmäistä kertaa suoran todisteen Neptunuksen auroraalisesta aktiivisuudesta.

Toinen merkittävä havainto on se, että Neptunuksen yläilmakehä on viilentynyt huomattavasti vuodesta 1989 lähtien. Tämä voi selittää, miksi revontulet eivät ole aiemmin olleet näkyvissä – viileämmässä ilmakehässä tietyt prosessit hidastuvat, mutta JWST:n herkkyys mahdollisti nyt niiden havaitsemisen.

Mitä seuraavaksi?

Tutkijat aikovat jatkaa Neptunuksen revontulien seurantaa ja analysointia, jotta voidaan ymmärtää paremmin sen magneettikentän dynamiikkaa sekä aurinkotuulen vaikutusta kaukaisiin planeettoihin. Tämä voi myös auttaa selvittämään, ovatko vastaavanlaiset ilmiöt mahdollisia eksoplaneetoilla, joissa on Neptunuksen kaltainen ilmakehä.

Vaikka Neptunuksen revontulet eivät ole näkyvissä paljain silmin, tämä löytö antaa lisätietoa aurinkokuntamme mystisistä prosesseista ja laajentaa ymmärrystämme revontulista – myös täällä Maassa.

Lisätietoja

Nature Astronomy :  Henrik Melin &All: Discovery of H₃⁺ and infrared aurorae at Neptune with JWST. Published 26 March 2025.

 

 

Eksoplaneetalta on havaittu ääntä nopeampia tuulia

ESOn lehdistötiedote, suomentanut Pasi Nurmi, Turun yliopisto

Tähtitieteilijät ovat havainneet erittäin voimakkaita tuulia, jotka riehuvat valtavan eksoplaneetta WASP-127b:n päiväntasaajalla. Jopa 9 km/s nopeuteen yltävät tuulet ovat nopeimpia koskaan miltään planeetalta mitattuja tuulia. Havainto tehtiin Euroopan eteläisen observatorion Chilessä sijaitsevalla VLT-teleskoopilla (ESO:n VLT). Havainto antaa ainutlaatuisen näkymän kaukaisen maailman säämalleihin.

Taiteilijan näkemys WASP-127b:stä, joka on noin 520:n valovuoden etäisyydellä sijaitseva kaasujättiläinen. Kuvassa näkyy sen juuri löydetyt valtavalla ääntä nopeammalla nopeudella planeetan ekvaattorilla liikkuvat tuulet. Tuulen nopeus on jopa 9 kilometriä sekunnissa ja se on nopein koskaan maailmankaikkeudessa mitattu tuuli (jetstream). Seuraamalla ilmakehän molekyylien nopeutta ESO:n VLT-kaukoputken CRIRES+ instrumentilla tutkijat havaitsivat, että planeetan ilmakehän toinen puoli liikkuu meitä kohti ja toinen meistä poispäin. Tämä osoittaa, että planeetan ympärillä on voimakkaita tuulia. Kuva: ESO/L. Calçada.

 

Tornadot, pyörremyrskyt ja hurrikaanit aiheuttavat tuhoa Maassa, mutta tutkijat ovat nyt havainneet aivan eri mittakaavan tuulia planeetalla, joka sijaitsee kaukana aurinkokunnan ulkopuolella. Sen jälkeen, kun kohde löydettiin vuonna 2016, tähtitieteilijät ovat tutkineet yli 500 valovuoden päässä Maasta sijaitsevan jättiläismäisen kaasuplaneetta WASP-127b:n säätä. Planeetta on hieman Jupiteria suurempi, mutta sen massa on vain murto-osa Jupiterin massasta, mikä tekee siitä ”pöhöttyneen”. Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on nyt tehnyt odottamattoman löydön. Planeetalla tuulet riehuvat ääntä nopeammin.

”Osa tämän planeetan ilmakehästä liikkuu meitä kohti suurella nopeudella, kun taas toinen osa liikkuu meistä poispäin samalla nopeudella”, sanoi Lisa Nortmann, Göttingenin yliopiston tutkija ja tutkimuksen pääkirjoittaja. ”Tämän signaalin johdosta tiedämme, että planeetan päiväntasaajan ympärillä esiintyy hyvin nopeita, ääntä nopeampia tuulia.”

Tuulet liikkuvat lähes kuusi kertaa nopeammin kuin planeetta pyörii [1]. ”Emme ole nähneet tätä aiemmin”, Nortmann sanoi. Kyseessä on nopein koskaan mitattu planeettaa kiertävä tuuli. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että Aurinkokunnassa nopein koskaan mitattu tuuli havaittiin Neptunuksella, joka liikkui ”vain” 500 m/s.

Tutkimuksessa WASP-127b:n säätä ja koostumusta on kartoitettu ESO:n VLT:n CRIRES+ instrumentilla. Mittaamalla, miten isäntätähden valo kulkee planeetan yläilmakehän läpi, tutkijat onnistuivat jäljittämään sen koostumuksen. Tulokset vahvistavat, että planeetan ilmakehässä on vesihöyryä ja hiilimonoksidimolekyylejä. Kun ryhmä tarkasteli tämän aineen nopeuksia ilmakehässä, he havaitsivat yllätyksekseen kaksoispiikin, joka osoitti, että ilmakehän toinen puoli liikkuu meitä kohti ja toinen meistä poispäin suurella nopeudella. Tutkijat päättelevät, että päiväntasaajan ympärillä olevat voimakkaat tuulet selittäisivät tämän yllättävän havainnon.

Tutkimusryhmä havaitsi myös, että navoilla on viileämpää kuin muualla planeetan pinnalla. Myös WASP-127b:n aamu- ja iltapuolen välillä on pieni lämpötilaero. ”Tämä osoittaa, että planeetan säämalli on monimutkainen, aivan kuten Maassa ja muilla oman aurinkokuntamme planeetoilla”, lisäsi Fei Yan, yksi tutkimuksen kirjoittajista ja Kiinan tiede- ja teknologiayliopiston professori.

Eksoplaneettojen tutkimusala kehittyy nopeasti. Vielä muutama vuosi sitten tähtitieteilijät pystyivät mittaamaan vain aurinkokunnan ulkopuolisten planeettojen massan ja säteen. Nykyään ESO:n VLT:n kaltaiset teleskoopit antavat tutkijoille jo mahdollisuuden kartoittaa näiden kaukaisten maailmojen säätä ja analysoida niiden ilmakehää. ”Näiden eksoplaneettojen dynamiikan ymmärtäminen auttaa meitä tutkimaan eri mekanismeja, kuten lämmön uudelleenjakautumista ja kemiallisia prosesseja, mikä auttaa ymmärtämään planeettojen muodostumista, ja saattaa valottaa myös oman aurinkokuntamme alkuperää”, sanoi yksi artikkelin kirjoittajista David Cont Münchenin Ludwig Maximilian -yliopistosta Saksasta.

On mielenkiintoista, että tällä hetkellä vastaavia tutkimuksia voidaan tehdä vain maanpäällisissä observatorioissa, koska avaruusteleskooppien nykyisillä instrumenteilla ei ole riittävää nopeustarkkuutta. ESO:n Extremely Large Telescope, jota parhaillaan rakennetaan Chilessä VLT:n lähellä, ja siihen tuleva ANDES-instrumentti tulee antamaan tutkijoille mahdollisuuden tutkia kaukana sijaitsevien planeettojen säämalleja vielä tarkemmin. ”Tämä tarkoittaa sitä, että pystymme todennäköisesti erottamaan vielä tarkempia yksityiskohtia tuulikuvioista, sekä kykenemme myös tutkimaan pienempiä kiviplaneettoja”, Nortmann totesi lopuksi.

Lisähuomiot

[1] Vaikka tutkimusryhmä ei mitannutkaan planeetan pyörimisnopeutta suoraan, he odottavat, että WASP-127b:n pyöriminen on lukkiutunut. Tämän mukaan planeetalta kestää yhtä kauan pyöriä oman akselinsa ympäri kuin se kiertää tähteä. Kun tiedetään, kuinka suuri planeetta on ja kuinka kauan sillä menee aikaa yhteen kierrokseen, voidaan päätellä, kuinka nopeasti se pyörii.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa "CRIRES+ transmission spectroscopy of WASP-127b. Detection of the resolved signatures of a supersonic equatorial jet and cool poles in a hot planet", joka julkaistaan tänään Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202450438) -lehdessä.

 

 

 

Auringonpimennyksen aikana hyvin harvinainen tilanne valokuvattavaksi

Ensi maanantaina 8.4. tapahtuu täydellinen auringonpimennys, jollainen tuskin koskaan toistuu. Itse auringonpimennyksessä ei ole mitään kummallista, reilun neljänminuutin kestoltaan (täydellisen pimennyksen kesto) sijoittuu keskikastiin. Sen sijaan taivaalla täydellisen pimennysvaiheen aikana on nähtävissä hyvin paljon muuta. Valitettavasti emme pysty näkemään pimennystä täällä Suomessa, mutta puolen sataa suomalaista on Yhdysvalloissa Ursan järjestämällä pimennysmatkalla, joten ehkäpä saamme myös tuoreita terveisiä siitä mitä todella taivaalla näkyi.

Täydellisen pimennyksen reitti  on piirretty kaavioon sinisellä viivalla ja Kuun varjon muotoa kuvaavilla ellipseillä. Kuva NASA/Eclipse We Site.

Täydellinen pimennysalue kulkee Meksikosta koilliseen ylittäen Yhdysvallat ja Kanadan itärannikkoa ja päättyy Pohjois-Atlantille. Pimennys on pitkäkestoisin Meksikon pohjoisosassa ja se tapahtuu 21.17.44 Suomen aikaa.

Varsinaisesti pimennys alkaa eteläisellä Tyynellämerellä kello 16.38.44 UT aikaa Kuun varjon koskettaessa merenpintaa. Varjo siirtyy kohti koillista ja saavuttaa Meksikon rannikon hieman ennen pimennyksen pisintä kestoa, joka tapahtuu kello 18.17.13 UT aikaa. Varjon liike jatkuu tämän jälkeen Yhdysvaltojen puolelle, josta se siirtyy Kanadan rajan yli noin kello 19.20 UT. Kanadan Atlantin puoleisen rannikon varjo jättää taakseen noin kello 19.40 UT ja varjo erkaantuu jälleen merenpinnasta kello 19.55.29 UT aikaa Pohjois-Atlantilla. Islannissa on mahdollisuus havaita pimennyksen viimeisiä hetkiä auringonlaskun aikaa, jolloin noin 50 % Auringosta on peittyneenä Kuun taakse.

Kuvakaappaus Skysafari-ohjelman ruudulta, jossa näkyy runsaasti kohteita pimentyneen Auringon ympärillä. Tämä on todella harvinainen tilanne, joka tuskin koskaan tulee toistumaan. Kuva © Kari A. Kuure/SkySafari7.

Täydellisellä pimennysvyöhykkeellä on taivaalla näkyvissä myös muita kohteita. Kuun takaa loistavan koronan lisäksi siitä ylös ja oikealla pitäisi näkyä komeetta 12P/Pons-Brook, joka viimeisimpien havaintotietojen mukaan on kirkastunut paljain silmin näkyväksi. Sen vieressä vasemmalla on kirkkaana näkyvä Jupiter, jota voi käyttää kiintopisteenä komeetan etsinnässä, jos komeetan kirkkaus ei aivan silmiin pistävä olisikaan. Jupiterista hieman ylös ja vasemmalle on Uranus, jonka sinivihreä väri paljastaa planeetaksi paljain silmin katselevalle. Kiikarilla se tietysti näkyisi loistavasti, jos joku malttaisi koronan ihastelulta sitä taivaalta etsiä.

Komeettaa ja Jupiteria lähempänä Auringon koronaa on Merkurius, joka sekin pitäisi helposti näkyä paljain silmin. Auringosta oikealle ja alas on näkyvissä kirkas Venus, josta ei voi erehtyä. Edelleen samaan suuntaan mentäessä seuraavana on vuorossa Neptunus, joka kuitenkin on aivan liian himmeä näkyäkseen paljain silmin. Samaan suuntaan edetessä seuraavana ovat Saturnus ja Mars, jotka ovat hyvin lähellä toisiaan. Kaikki nämä kohteet ovat siis hyvin lähellä zeniittiä, joten paras havaintoasento on makuullaan tai ainakin puolimakaavassa asennossa esimerkiksi retkituolissa istuen.

Monipuolisen ja monikohteisen havainnoinnin ongelmaksi voi osoittautua, että havaintoaika jää vain reilun 4 minuutin mittaiseksi ja itse koronan ilmiöitäkin pitäisi ehtiä havaitsemaan ja ihastelemaan. Ratkaisun voisi tuoda valokuvaaminen ja videoiminen. Kamera raksuttelemaan kuvia peräjälkeen omia aikojaan tai videota tallentamaan tai molemmat). Neptunus saattaa näilläkin keinoin olla vaikea kohde saada kuviin, sillä kaikkien kohteiden kirkkaudet ovat hyvin erilaisia ja vaativat erilaisia valotuksia. Tarvittaneen kaksi kameraa erilaisilla valotusajoilla kuvia ottamaan. Neptunus ja Uranus ovat himmeimpiä mutta ei Marsin ja Saturnuksenkaan kirkkaudet kovin suuria ole. Aina kuitenkin kannattaisi yrittää, sillä tämä tilanne ei toistu ehkä koskaan.

Uusia kuita Uranukselle ja Neptunukselle

IAU:n Minor Planet Center ilmoitti helmikuun 23. päivänä kolmesta uudesta kuusta, jotka löytyivät Uranuksen ja Neptunuksen kiertoradoilta. Uranuksen nyt ilmoitettu kuu on S/2023 U1 ja Neptunuksen kaksi kuuta ovat S/2002 N5 ja S/2021 N1.

Animaatio Neptunuksen epäsäännöllisestä kuusta S/2002 N 5 (entinen c02N4), jonka Brett J. Gladman et al. on kuvannut hitaasti liikkuvana 25. magnitudin objektina. ESO:n VLT-FORS1-kuvauslaitteella 3. syyskuuta 2002. Jokainen ruutu on neljän 420 sekunnin valotuksen mediaanipino R-kaistasuodattimella; yksittäisiä valotuksia siirretään hieman seuraamaan kuun liikettä, jotta se näkyy pistelähteenä mediaanipinossa. Vasemmassa alakulmassa näkyvät päivämäärät osoittavat kunkin pinon keskipisteen ajan (1. valotuksen alkamisesta 4. valotuksen päättymisaikaan). Liikkuvat tummat täplät ja käyrät ovat kuvan artefakteja, jotka johtuvat kameran pölystä. Nämä kuvat otettiin osana Gladmanin et al. löytämien Neptunuksen viiden epäsäännöllisen kuun seurantahavaintoja. edellisenä kuukautena (elokuussa 2002), vaikka S/2002 N 5 katosi näiden havaintojen jälkeen, eikä sitä nähty enää ennen syyskuuta 2021. Kuva Brett J. Gladman & ai. /European Southern Observatory.

Kuiden koko ei ole suuren suuri. Uranuksen S/2023 U1 on kooltaan 8 km ja sen kiertoaika on 680,78 vuorokautta. Kuun havaitsi Scott Sheppard (Carnegie Science) tutkimusryhmineen marraskuun 4. päivänä 2023 Magellan teleskoopilla (Las Campanas Observatory, Chile). Joulukuussa tehtyjen lisähavaintojen jälkeen kuun rata saatiin laskettua ja paljastui, että siitä oli tehty aikaisemmin havainto Subaru teleskoopilla (Havaiji) vuonna 2021.

Molemmat Neptunuksen kuut oli löydetty jo aikaisemmin, mutta havaintoja niistä ei kuitenkaan ollut tarpeeksi, jotta radat olisi onnistuttu määrittämään riittävällä tarkkuudella. Seppard havaitsi kirkkaamman kuun lokakuussa 2021 ja sen jälkeen siitä oli tehty lisähavaintoja vuosina 2022 ja 2023. Marina Brozovic ja Bob Jacobson (molemmat NASA Jet Propulsion Laboratory) laskivat havaintojen perusteella radat kuille, jonka jälkeen ne löytyivät parin vuosikymmenen takaisista havainnoista. Uudet havainnot tehtiin VLT teleskoopilla Chilessä ja Gemini North teleskoopilla Havaijilla.

S/2021 N1 on halkaisijaltaan noin 16 – 25 km ja sen kiertoaika Neptunuksen ympäri kestää 27,5 vuotta (10 036,651 vrk). Kuu S/2002 N5 on kooltaan 24 – 38 km ja sen kiertoaika on 8,6 vuotta (3156,556 vrk).

Kuiden määrä Uranuksella on nyt 28 ja Neptunuksella 16. Tulevaisuudessa tehtäneen varmasti uusia havaintoja vielä pienemmistä kuista. Nyt tehdyt löydöt ovat olleet teleskooppinen havaintokyvyn rajoilla ja ne ovat vaatineet näiltä runsaasti havaintoaikaa. Luultavasti uusien kuiden löytäminen jatkuu mutta silloin niitä täytynee etsiä nyt rakenteilla olevilla erittäin suurilla kaukoputkilla niiden valmistuttua.

 

Neptunuksen arvoituksellinen tumma pilkku on havaittu ensimmäistä kertaa maanpinnalta

eso2314fi — Tutkimustiedote

Tähtitieteilijät ovat havainneet suuren tumman pilkun Neptunuksen kaasukehässä ESO:n VLT-teleskooppia käyttäen (Very Large Telescope). Pilkun vieressä on odottamaton pienempi kirkas piste. Tämä on ensimmäinen kerta, kun planeetan tumma pilkku on havaittu maanpäällisellä teleskoopilla. Nämä aina välillä Neptunuksen ilmakehän sinisessä taustassa esiintyvät ilmiöt ovat mysteeri tähtitieteilijöille, ja uudet tulokset antavat lisää vihjeitä niiden luonteesta ja alkuperästä.

Tässä kuvassa näkyy Neptunus havaittuna MUSE-instrumentilla ESO:n VLT-teleskoopin (Very Large Telescope). Jokaisessa pikselissä MUSE jakaa tulevan valon eri aallonpituuksiin. Oikealla oleva kuva yhdistää kaikki MUSE:n vangitsemat värit "luonnolliseksi" Neptunusnäkymäksi, jossa tumma täplä näkyy oikeassa yläkulmassa. aallonpituudet ovat: 551 nanometriä (sininen), 831 nm (vihreä) ja 848 nm (punainen); Huomaa, että värit ovat vain suuntaa antavia näyttötarkoituksia varten.

Tumma pilkku on näkyvin lyhyemmillä (sinisillä) aallonpituuksilla. Aivan tämän tumman pisteen vierestä on pieni kirkas pilvi, joka näkyy tässä vain keskimmäisessä kuvassa 831 nm:ssä ja se sijaitsee syvällä ilmakehässä. Tämän tyyppistä syvää kirkasta pilviä ei ollut koskaan aiemmin tunnistettu planeetalla. Kuvissa näkyy myös useita muita matalampia kirkkaita pilviä kohti Neptunuksen vasenta alareunaa pitkillä aallonpituuksilla.

Neptunuksen tumman pilkun kuvaaminen maanpinnalta oli mahdollista vain VLT:n Adaptive Optics Facilityn ansiosta, joka korjaa ilmakehän turbulenssin aiheuttaman epätarkkuuden ja antaa MUSElle mahdollisuuden saada kristallinkirkkaat kuvat. Kuva ESO/P. Irwin & al.

--

Suuret pilkut ovat yleisiä piirteitä jättiläisplaneettojen ilmakehissä, joista tunnetuin on Jupiterin suuri punainen piste. NASAn Voyager 2 löysi Neptunuksesta tumman pisteen ensimmäisen kerran vuonna 1989, ennen kuin se katosi muutamaa vuotta myöhemmin. " Tumman pilkun ensimmäisestä löydöstä lähtien olen aina ihmetellyt, mitä nämä lyhytikäiset ja vaikeasti havaittavat tummat piirteet ovat ", sanoo päätutkijana Patrick Irwin, professori Oxfordin yliopistosta Iso-Britanniasta ja tänään Nature Astronomy -lehdessä julkaistusta tutkimuksesta. 

Irwin ja hänen tutkimusryhmänsä käyttivät ESO:n VLT-teleskoopilla otettua havaintoaineistoa sulkeakseen pois sen mahdollisuuden, että tummat pilkut johtuvat pilvien "selkenemisestä". Uudet havainnot osoittavat kuitenkin, että tummat pilkut johtuvat todennäköisesti ilmakehän hiukkasten tummumisesta enimmäkseen näkyvän usvakerroksen alapuolella olevassa kerroksessa, kun jäät ja usva sekoittuvat Neptunuksen kaasukehässä.

Tämän johtopäätöksen tekeminen ei ollut helppoa, koska tummat pilkut eivät ole Neptunuksen ilmakehässä pysyviä piirteitä eivätkä tähtitieteilijät olleet koskaan aikaisemmin kyenneet tutkimaan niitä riittävän yksityiskohtaisesti. Tähän tuli kuitenkin tilaisuus sen jälkeen, kun NASA/ESA:n Hubble-avaruusteleskooppi havaitsi Neptunuksen kaasukehässä useita tummia pilkkuja, joista yksi oli planeetan pohjoisella pallonpuoliskolla ja joka oli havaittu ensimmäisen kerran jo vuonna 2018. Irwin ja hänen tutkimusryhmänsä ryhtyivät heti tutkimaan sitä maanpinnalla olevalla instrumentilla, joka sopii ihanteellisesti näihin haastaviin havaintoihin.

Tutkijat pystyivät VLT:n Multi Unit Spectroscopic Explorerin (MUSE) avulla hajottamaan Neptunuksesta heijastunutta auringonvaloa ja sen pilkun valon eri aallonpituuksiin ja saamaan kohteesta 3D-spektrin  [1]. Tämä tarkoitti sitä, että he pystyivät tutkimaan pilkkua tarkemmin kuin aiemmin oli ollut mahdollista. "Olen aivan innoissani siitä, että olen pystynyt tekemään ensimmäisen havainnon tummasta pilkusta maanpinnalta, sekä olen myös saanut otettua ensimmäistä kertaa tästä heijastusspektrin", Irwin sanoi.

Koska eri aallonpituuksilla havaitaan Neptunuksen kaasukehän eri syvyyksiä, spektrin avulla tähtitieteilijät pystyivät määrittämään paremmin tumman pilkun korkeuden planeetan kaasukehässä. Spektrin avulla saatiin myös tietoa ilmakehän eri kerrosten kemiallisesta koostumuksesta, mikä antoi ryhmälle vihjeitä siitä, miksi täplä näytti tummalta.

Havainnot tarjosivat myös yllätyksen. "Löysimme prosessin aikana harvinaisen syvän kirkkaan pilvityypin, jota ei oltu koskaan aiemmin tunnistettu edes avaruudesta", kertoi Kalifornian yliopiston tutkija Michael Wong Berkeleystä, Yhdysvalloista. Tämä harvinainen pilvityyppi näkyi kirkkaana pisteenä aivan suuremman tumman pilkun vieressä. VLT:n data osoittaa, että uusi "syvä kirkas pilvi" oli ilmakehässä samalla tasolla kuin tumma pilkku. Tämä tarkoittaa, että se on täysin uudenlainen piirre verrattuna aiemmin havaittuihin pieniin korkealla sijaitseviin metaanijääpilviin.

Tähtitieteilijät pystyvät nyt ESO:n VLT:n avulla tutkimaan näiden pilkkujen kaltaisia kohteita Maasta. "Tämä on hämmästyttävä lisä kyvyssämme havaita maailmankaikkeutta. Pystyimme aikaisemmin havaitsemaan nämä pilkut vain lähettämällä sinne luotaimia, kuten Voyagerin. Pystyimme sitten havaitsemaan niitä etänä Hubblella. Lopulta teknologian kehitys on tehnyt saman mahdolliseksi maanpinnalta,” totesi Wong, ennen kuin lisäsi leikillisesti: "Tämä voisi tehdä minut työttömäksi yhtenä Hubblen havaitsijoista!"

Huomautukset

[1] MUSE on 3D-spektrografi, jonka avulla tähtitieteilijät voivat havaita koko kohdetta samalla kertaa, kuten tässä tutkimuksessa Neptunusta. Mittalaite havaitsee kuvan jokaisessa pikselissä valon voimakkuutta värin tai aallonpituuden funktiona. Lopputuloksena on data, joka muodostaa 3D-kuvan, jossa kuvan jokaisessa pikselissä on mukana koko valon spektri. MUSE mittaa samanaikaisesti yli 3500:a väriä. Instrumentti on suunniteltu hyödyntämään adaptiivista optiikkaa, joka korjaa Maan ilmakehän turbulenssin vaikutuksia, jolloin saadaan terävämpiä kuvia kuin muuten olisi mahdollista. Ilman näitä ominaisuuksia Neptunuksen tumman pilkun tutkiminen maanpinnalta ei olisi ollut mahdollista.

Uudet ja selkeimmät kuvat Neptunuksen renkaista vuosikymmeniin

 NASA/ESA/CSA James Webb -avaruusteleskooppi on kuvannut Neptunusta ja sen renkaita. Webb ei ole ainoastaan tallentanut selkeimmän kuvan tämän planeetan renkaista yli 30 vuoteen, vaan sen kamerat paljastavat myös jääjättiläisen aivan uudessa valossa.

Near-Infrared Camera (NIRCam) -kuvassa näkyvät Neptunuksen kuut on merkitty. Neptunuksella on 14 tunnettua satelliittia, joista seitsemän näkyy tässä kuvassa.
Triton, kirkas valopiste tämän kuvan vasemmassa yläkulmassa, on kirkkaampi kuin Neptunus, koska metaanin absorptioaallonpituudet pimentävät planeetan ilmakehää. Triton heijastaa keskimäärin 70 prosenttia siihen osuvasta auringonvalosta. Tritonin, joka kiertää Neptunusta taaksepäin suuntautuvalla kiertoradalla, epäillään alun perin olleen Kuiper-vyön objekti, jonka Neptunus on kaapannut. Kuva ESA

Kaikkein silmiinpistävin Webbin uudessa kuvassa on terävä näkymä planeetan dynaamisista renkaista – joista osaa ei ole nähty Voyager 2:n ohilennon jälkeen vuonna 1989. Useiden kirkkaiden kapeiden renkaiden lisäksi Webb-kuvissa näkyy selvästi himmeämpi pölynauha. Webbin äärimmäisen vakaa ja tarkka kuvanlaatu mahdollistaa myös näiden erittäin heikkojen renkaiden havaitsemisen niin lähellä Neptunusta.

Neptunus on kiehtonut ja hämmentänyt tutkijoita sen löytämisestä vuonna 1846. Neptunus sijaitsee 30 kertaa kauempana Auringosta kuin Maa. Tällä äärimmäisellä etäisyydellä Aurinko on niin pieni ja himmeä, että keskipäivä Neptunuksella on samanlainen kuin hämärä maapallolla.

Kaasujättiläisiin, Jupiteriin ja Saturnukseen verrattuna, jääjättiläinen Neptunus sisältää paljon vetyä ja heliumia raskaampia alkuaineita. Tämä näkyy helposti Neptunuksen tunnusomaisessa sinisestä väristä NASA/ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin kuvissa näkyvillä aallonpituuksilla. Sininen värisävy aiheutuu kaasumaisesta metaanista planeetan ilmakehässä. Metaani imee itseensä näkyvästä valosta kaikki muut aallonpituudet mutta sinisen se heijastaa pois.

Webbin lähi-infrapunakamera ( NIRCam ) kaappaa kohteet lähi-infrapuna-alueella 0,6 – 5 mikrometriä, joten Neptunus ei näytä siniseltä Webbille. Itse asiassa metaanikaasu imeytyy niin voimakkaasti, että planeetta on melko tumma Webbin käyttämillä aallonpituuksilla paitsi siellä, missä on korkeita pilviä. Tällaiset metaani-jääpilvet näkyvät kirkkaina juovina ja täplinä, jotka heijastavat auringonvaloa ennen kuin metaanikaasu imee sen. Muiden observatorioiden kuvat ovat tallentaneet nämä nopeasti kehittyvät pilviominaisuudet vuosien varrella.

Tässä Webbin Near-Infrared Camera (NIRCam) -kuvassa näkyy Neptunus-järjestelmä yhdessä satojen kooltaan ja muodoltaan vaihtelevien taustagalaksien kanssa. Tämän kuvan vasemmassa alareunassa on hieno spiraaligalaksi. Tutkijat sanovat, että tätä galaksia ei ole aiemmin tutkittu yksityiskohtaisesti. Galaksi on noin 1 200 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Tutkijat aikovatkin tehdä lisää havaintoja tästä galaksista samoin kuin Neptunuksestakin. Kuva ESA.

Hienovaraisemmin planeetan päiväntasaajaa kiertävä ohut kirkas viiva voisi olla visuaalinen tunnus globaalista ilmakehän kierrosta, josta Neptunuksen tuulet ja myrskyt saavat voimansa. Ilmakehä laskeutuu ja lämpenee päiväntasaajalla ja siten hehkuu infrapuna-aallonpituuksilla enemmän kuin ympäröivät, viileämmät kaasut.

Neptunuksen 164-vuotinen kiertorata tarkoittaa, että sen kuvan yläosassa oleva pohjoisnapa ei näy kuvissa, mutta Webb-kuvat viittaavat erityiseen kirkkauteen tällä alueella. Webbin näkemyksen mukaan aiemmin tunnettu pyörre etelänavalla on ilmeinen, mutta Webb on ensimmäistä kertaa kuvannut sitä ympäröivän jatkuvan pilvinauhan.

Webb tallensi myös seitsemän Neptunuksen 14 tunnetusta kuusta. Tätä kuvaa Neptunuksesta hallitsee erittäin kirkas valopiste, jossa on tunnusomaiset diffraktiopiikkit, jotka näkyvät monissa Webbin kuvissa; se ei ole tähti, vaan Neptunuksen suurin kuu, Triton.

Tritonin pinnan peittää jäätynyt typpi, jonka vaikutuksesta kuu heijastaa keskimäärin 70 prosenttia siihen osuvasta auringonvalosta. Se ylittää Neptunuksen kirkkauden, koska planeetan ilmakehä on pimentynyt Webbin aallonpituuksilla tapahtuvan metaanin absorption vuoksi. Triton kiertää Neptunusta yleistä kiertosuuntaa päinvastaisesti, mikä saa tähtitieteilijät spekuloimaan, että tämä kuu oli itse asiassa Kuiperin vyöhykkeen objekti, jonka Neptunus on kaapannut. Lisää Webb-tutkimuksia sekä Tritonista että Neptunuksesta suunnitellaan ensi vuonna.

Neptunuksen lämpötilassa yllättäviä muutoksia

eso2206fi — Tutkimustiedote  — 11. huhtikuuta 2022

Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä on seurannut Neptunuksen ilmakehän lämpötiloja 17 vuoden aikana. Havainnoissa on käytetty useita maanpäällisiä teleskooppeja, Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope (ESO:n VLT) mukaan lukien. He ovat havainneet Neptunuksen yleisessä lämpötilassa yllättävän pudotuksen, jota seurasi etelänavan dramaattinen lämpeneminen.

Tämä yhdistelmäkuva esittää Neptunuksesta vuosina 2006-2020 otettuja lämpökuvia. Kolme ensimmäistä kuvaa (2006, 2009, 2018) on otettu VISIR-instrumentilla ESO:n VLT-teleskoopilla, kun taas vuoden 2020 kuva otettiin COICS-instrumentilla Subaru-teleskoopilla (VISIR ei ollut toiminnassa vuoden 2020 puolivälissä pandemian vuoksi). Planeetan asteittaisen viilenemisen jälkeen etelänapa näyttää lämpenevän dramaattisesti viime vuosina, kuten Neptunuksen alaosassa oleva valopiste osoittaa vuosien 2018 ja 2020 kuvissa. © ESO/M. Roman, NAOJ/Subaru/COMICS.

”Tämä oli odottamaton muutos”, Michael Roman sanoi. Hän on tutkijatohtori Leicesterin yliopistosta, Yhdistyneestä Kuningaskunnasta, ja tänään The Planetary Science Journal -lehdessä julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja. ”Koska havaitsimme Neptunusta sen varhaisen eteläisen alkukesän aikana, odotimme lämpötilojen hitaasti kasvavan, eikä pienentyvän”.

Kuten Maassa, myös Neptunuksessa koetaan vuodenajat planeetan kiertäessä Auringon ympäri. Neptunuksen vuodenaika kestää kuitenkin noin 40 vuotta, ja yksi Neptunuksen vuosi on noin 165 Maan vuotta. Neptunuksen eteläisellä pallonpuoliskolla on ollut kesä vuodesta 2005 lähtien, ja tähtitieteilijät odottivat innokkaina, miten lämpötilat muuttuvat eteläisen kesäpäivänseisauksen jälkeen.

Tähtitieteilijät tarkastelivat lähes sataa Neptunuksen infrapunakuvaa, jotka oli otettu 17 vuoden aikana. Tämän avulla he selvittivät planeetan lämpötilan yleiset muutokset tarkemmin kuin koskaan ennen.

Nämä tiedot osoittivat, että eteläisen kesän alkamisesta huolimatta suurin osa planeetasta oli vähitellen jäähtynyt kahden viime vuosikymmenen aikana. Neptunuksen globaali keskimääräinen lämpötila putosi 8 °C:lla vuosina 2003—2018.

Tähtitieteilijät kuitenkin yllättyivät havaitessaan Neptunuksen etelänavan dramaattisen lämpenemisen havaintojen kahden viime vuoden aikana, jolloin lämpötilat nousivat nopeasti 11°C välillä 2018—2020. Vaikka Neptunuksen lämmin polaarinen pyörre on ollut tiedossa jo vuosia, tällaista nopeaa polaarista lämpenemistä ei olla koskaan aikaisemmin havaittu.

”Havaintomme kattavat alle puolet Neptunuksen vuodenajasta, joten kukaan ei odottanut näkevänsä suuria ja nopeita muutoksia”, yksi tutkimuksen kirjoittajista Glenn Orton, Caltechin Jet Propulsion laboratoriosta (JPL) Yhdysvalloista, sanoi.

Tähtitieteilijät mittasivat Neptunuksen lämpötilaa lämpökameroilla, jotka havaitsevat tähtitieteen havaintokohteista tulevaa infrapunavaloa. Tutkimusryhmä yhdisti analyysissään kaikki Neptunuksen kuvat, jotka on kerätty kahden viime vuosikymmenen aikana maanpäällisten teleskooppien avulla. He mittasivat Neptunuksen stratosfääriksi kutsutun ilmakehän kerroksesta tulevaa infrapunasäteilyä. Tämän ansiosta ryhmä sai muodostettua kuvan Neptunuksen lämpötilajakaumasta ja sen vaihteluista Neptunuksen eteläisen kesän aikana.

Koska Neptunus on noin 4,5 miljardin kilometrin päässä Maasta, se on hyvin kylmä. Planeetan keskilämpötila on noin –220° C, eikä lämpötilan mittaaminen Maasta käsin ole helppo tehtävä. ”Tämän tyyppistä tutkimusta voidaan tehdä vain VLT:n kaltaisten suurten teleskooppien tarkkojen infrapunakuvien avulla, joissa Neptunus erottuu selvästi. Näitä on ollut saatavilla vain viimeisen 20 vuoden ajan”, yksi tutkimuksen kirjoittajista, Leigh Fletcher, joka on Leicesterin yliopiston professori, sanoi.

Noin kolmasosa kaikista otetuista kuvista oli VLT Imager and Spectrometer for Mid-InfraRed (VISIR) -instrumentista, joka on Chilen Atacaman autiomaassa ESO:n VLT-kaukoputkessa. Kaukoputken peilin koon ja sijaintipaikan korkeuden vuoksi teleskoopin kuvien resoluutio ja laatu ovat erittäin korkeita. Siksi sen avulla saadaan selkeimmät kuvat Neptunuksesta. Tutkimusryhmä käytti myös NASAn Spitzer-avaruusteleskoopilla ja Chilessä sijaitsevalla Gemini South -teleskoopilla otettuja kuvia, sekä lisäksi Subaru-teleskoopilla, Keck-teleskoopilla ja Gemini North -teleskoopilla otettuja kuvia, jotka kaikki kolme sijaitsevat Havaijilla.

Koska Neptunuksen lämpötilan vaihtelut olivat niin odottamattomia, tähtitieteilijät eivät vielä tiedä, mikä tämän olisi voinut aiheuttaa. Vaihtelut voivat johtua Neptunuksen stratosfäärin kemiassa tapahtuvista muutoksista, tai satunnaisista sään vaihteluista, tai jopa auringonpilkkujakson vaiheesta. Tulevina vuosina tarvitaan lisää havaintoja, jotta vaihteluiden syyt saadaan selville. Tulevat maanpäälliset teleskoopit, kuten ESO:n Erittäin suuri teleskooppi (Extremely Large Telescope, ELT), pystyvät havaitsemaan tällaisia lämpötilan muutoksia vielä tarkemmin, kun taas NASA/ESA/CSA James Webb -avaruusteleskooppi tuottaa ennennäkemättömiä uusia karttoja Neptunuksen ilmakehän kemiasta ja lämpötilasta.

”Mielestäni Neptunus on itsessään hyvin kiehtova planeetta, koska tiedämme siitä vielä niin vähän”, Roman sanoi. ”Tämä kaikki osoittaa, että Neptunuksen kaasukehä on huomattavan monimutkainen, ja se muuttuu ajan myötä”.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: “Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission”, joka on julkaistu tänään The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4) -julkaisussa.