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

 

 

Komeetta tulee

Komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) on ollut viime päivinä hankalasti havaittavissa, sillä sen kirkastuminen ei ole edennyt odotusten mukaisesti. Syyskuun 27. päivänä 2024, komeetta ohitti perihelinsä, mutta sen havaitseminen on ollut haastavaa Auringon läheisyyden vuoksi. Joitain havaintoja on kuitenkin tehty, mutta kirkkauden arviointi on ollut vaikeaa Auringon häikäisyn vuoksi. Havaintojen mukaan komeetan ydin saattaa olla hajonnut, mikä voi vaikuttaa sen tulevaan näkyvyyteen​.

Havainnekuva siitä, miltä komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) voisi näyttää Suomessa lokakuun puolivälissä, jos kirkastuminen tapahtuisi kaikkein hurjimpien ennusteiden mukaisesti.

Lokakuussa komeetta siirtyy paremmin havaittavaksi illalla Suomen taivaalla. Parhaimmillaan se saattaa saavuttaa kirkkauden, joka tekee siitä näkyvän paljain silmin, mutta todennäköisesti kiikarit tai kaukoputki ovat tarpeen. Komeetta nousee korkeammalle iltataivaalle noin 13. – 14. lokakuuta lähtien, ja sitä kannattaa etsiä länsitaivaalta auringonlaskun jälkeen​.

Komeetan arvioidaan olevan peräisin kaukaisesta Oortin pilvestä. C/2023 A3:n kiertoaika Auringon ympäri on noin 80 660 vuotta, mikä tekee siitä erittäin pitkäperiodisen komeetan. Saattaa olla, että komeetta onkin ensimmäisellä vierailullaan Aurinkokunnan sisäosissa. Tämä tarkoittaa, että sen alkuperä on todennäköisesti hyvin kaukana Aurinkokunnassa, Oortin pilvessä. Monet muut komeetat kiertävät Aurinkoa huomattavasti nopeammin, esimerkiksi Halley vain noin 76 vuoden välein.

​Komeetta on siis erittäin pitkäomaisella radalla. Se ei ole kuitenkaan auringonhipoja (engl. sungrazer), mikä erottaa sen merkittävästi joistakin muista Oortin pilvestä tulevista komeetoista. Auringonhipojien radat vievät ne erittäin lähelle Aurinkoa, joskus jopa muutaman tuhannen kilometrin etäisyydelle sen pinnasta, mikä voi johtaa komeetan hajoamiseen voimakkaan lämmön ja vuorovesivoimien vuoksi.

C/2023 A3:n perihelin etäisyys Auringosta on noin 58 miljoonaa kilometriä (0,39 AU), mikä on huomattavasti kauempana kuin esimerkiksi auringonhipojilla. Tämä myös tekee sen radasta vähemmän dramaattisen kuin esimerkiksi Kreutzin ryhmän komeetoilla, jotka ovat tunnetuimpia auringonhipojia.

​Komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) on lähimpänä Maata 13. lokakuuta 2024. Tällöin etäisyys Maahan on noin 70 miljoonaa kilometriä (0,46 AU). Tämä ajankohta tarjoaa parhaan mahdollisuuden komeetan havaitsemiseen, sillä silloin se on nousemassa korkeammalle iltataivaalla ja kirkkauden ennustetaan olevan suurimmillaan. Vaikka perihelin ohitus oli jo syyskuun lopulla, komeetan näkyvyys paranee, kun se liikkuu pois Auringon häikäisystä ja kohti Maan suuntaa.

Jos komeetan kirkkaus kasvaa ennusteiden mukaisesti tai jopa hieman niitä kirkkaammaksi, komeetta pitäisi olla helppo havaintokohde paljain silmin. Luonnollisesti kiikari tai kaukoputki helpottaa komeetan näkymistä, jos kirkkaus on juuri ja juuri kirkkaampi kuin taustataivas. Kiikarille tarvitset jalustan ja kaukoputkelle jopa seurantajalustan.

Valokuvaaminen on monen komeettahavaitsijan suunnitelmissa. Sitä varten tarvitset pitkäpolttovälisen objektiivin kameraan. Polttovälin pituudet alkavat noin 300 mm ja uskoisin käyttökelpoisen pisimmän polttovälin olevan noin 600 mm. Tällaisella 600 mm objektiivilla saa samaan kuvaan jo melkoisen pätkän pyrstöä, ja ehkä jopa koko näkyvissä olevan pyrstön, jos sen kirkkaus ei ylitä taustataivaan kirkkautta merkittävästi. Aina kun käytät pitkää polttoväliä kamerassa, niin se pitää kiinnittää jalustaan, jotta kuvista ei tulisi ”tärähtäneitä”. Tärähtämistä voi estää myös käyttämällä kauko-ohjainta tai etälaukaisinta. Jos sitä ei ole, niin aina on käytettävissä 2 tai 10 sekunnin ajastin, sellainen on jokaisessa kamerassa.

Monet varmaan yrittävät kuvata komeettaa kännykällään. En suosittele sitä, sillä niiden kameroissa on yleensä laajakulmaobjektiivi mutta ei riittävän zoomauksen mahdollistava objektiivi. Lisäksi kuvasta voi tulla paljon useimmin ”tärähtänyt”, kun kännykkää pidetään kädessä kuvauksen aikana. Ainakin kännykkä pitäisi kiinnittää kamerajalustaan kuvien onnistumisen varmistamiseksi. Tätä tarkoitusta varten on kameraliikkeissä myynnissä sopivia kiinnitysvälineitä.

Jos olet kiinnostunut aiheesta, niin voit lukea enemmän artikkelista Komeettavuosi 2024. Tästä artikkelista löydät linkit myös etsintäkarttoihin.

Päivitys 29.9.2024

Tuoreimpien havaintojen mukaan komeettaydin ei ole hajonnut, vaikka tätä artikkelin ingressissä hieman uumoiltiin. Kirkkauden kehitys on ollut odotusten mukaista (http://www.aerith.net/comet/catalog/2023A3/2023A3.html), joten komeetasta voi tulla aivan hyvä havaintokohde niin harrastajille kuin muillekin. 

Komeetan kirkkaudessa voi olla jonkinlainen lyhytaikainen maksimi eteenpäin sironnan vaikutuksesta lokakuun alkupuolella. Jos näin tapahtuu, komeetan kirkkaus voi ylittää ennusteet. Eteenpäin sironnan vaikutus ei kuitenkaan jatku muutamaa vuorokautta pitempään.

The Suuri komeetta

Tutkijat ovat onnistuneet määrittämään komeetan 2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) koon. Aikaisemmin sen arvioitiin olevan suuri, mutta sen todellista kokoa ei tiedetty.

Tähän asti suurin komeetta on ollut vuonna 1995 löydetty ja seuraavana vuona nähty Hale-Bopp. Sen halkaisijaksi tutkijat laskivat peräti 74 km. Komeetta näkyi Suomenkin yötaivaalla hyvin kirkkaana keväällä 1996 ja siitä pystyi tekemään havaintoja jopa heti kaupunkien (Tampere) keskustan ulkopuolella.

Tämä Dark Energy Survey (DES) -tutkimuksen kuva komeetta Bernardinelli-Bernstein’stä on otettu 570 megapikselin Dark Energy Camera (DECam) -kameralla, joka on asennettu Víctor M. Blancon 4 metrin teleskooppiin Cerro Tololo Interissä. -American Observatory (CTIO) Chilessä. Nämä kuvat näyttävät komeetan lokakuussa 2017, jolloin se oli 25 au päässä, vain hieman Neptunuksen etäisyyttä lähempänä.

Bernardinelli-Bernsteinin komeetan (täsmälleen keskellä) arvioidaan olevan noin tuhat kertaa massiivisempi kuin tyypillinen komeetta, joten se on luultavasti suurin nykyaikana löydetty komeetta.

DECam on suunniteltu erityisesti DES:ää varten, ja DOE ja NSF toimivat vuosina 2013 – 2019. DECam on DOE:n rahoittama, ja se rakennettiin ja testattiin DOE:n Fermilabissa. DES:n tehtävänä oli kartoittaa 300 miljoonaa galaksia yötaivaan 5000 neliöasteen alueella, mutta kuuden vuoden havaintojensa aikana se havaitsi myös monia komeettoja ja trans-Neptunisia kohteita, jotka sattuvat kuvakenttään.

Dark Energy Surveyn tietojen analysointia tukevat Department of Energy (DOE) ja National Science Foundation (NSF), ja DECam-tiedearkistoa kuratoi Community Science and Data Center (CSDC) NSF:n NOIRLabissa. CTIO ja CSDC ovat NOIRLabin ohjelmia. 

Kuva Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Bernardinelli & G. Bernstein (UPenn)/DESI Legacy Imaging Surveys.

Tutkijat Pedro Bernardinelli (Washingtonin yliopisto) ja Gary Berstein (Pensylvanian yliopisto) havaitsivat komeetan Dark Energy Survey kuva-aineistosta. Kuvat oli otettu vuonna 2014, josta syystä komeetan luettelotunnukseen tuli vuosi 2014. Komeetta oli hieman liikkunut seuraavina vuosina, joten sen täytyi olla Aurinkokuntamme kohde.

Ratalaskelmat osoittivat sen olevan peräisin Oortin pilvestä ja yhteen kierrokseen kuluu aikaa 5,5 miljoona vuotta. Etäisimmillään komeetta on noin valovuoden etäisyydellä Auringosta. Tällä hetkellä komeetta on lähestymässä Aurinkokuntamme sisäosia ja se saavuttaa ratansa perihelin vuonna 2031. Perihelietäisyys Auringosta on noin hieman suurempi kuin Saturnuksen keskietäisyys. Valitettavasti suuri perihelietäisyys tekee komeetasta himmeä, se ei tule paljain silmin havaittavaksi suuresta koostaan huolimatta.

Kuinka suuri se sitten on? Tutkijat pyrkivät määrittämään komeetan koon niiden lähestyessä tai poistuessa perihelistään siinä vaiheessa, kun komeetalla ei ole komaa ja pyrstöä, jolloin saadaan mitattua sen tarkka koko suhteellisen tarkasti. Koon määrittäminen ei yleensä ole helppoa, koska tutkijat joutuvat olettamaan komeetan albedon, siis valonheijastuskyvyn. Se kuitenkin vaihtelee eri komeetoilla ja sen lisäksi useimmat komeetat ovat hyvin tummia, joten laskettu koko sisältää melkoisen suuren epätarkkuuden.

Tällä kertaa tutkijat Emmanuel Lellouch'n johdolla (Observatoire de Paris) komeetan koko arvioitiin mittaamalla komeetan mikroaaltosäteilyä, joka tulee komeetan kiinteästä osasta, ytimestä. Havaintovälineenä oli Etelä-Amerikassa sijaitseva Atacama Large Millimeter Array ja mittaukset tehtiin elokuussa 2021. Silloin komeetta oli 19,6 au etäisyydellä. Mikroaalloilla komeetan ytimestä heijastuneet eri aallonpituudet mahdollistivat sen ytimeen koon määrittämisen, joka on noin 137 km.

Vaikka komeetta ei tulekaan kovin lähelle maapalloa, tutkijoilla on oiva tilaisuus tehdä havaintoja todellisesta Oortinpilven komeetasta. Erityisesti komeetan kemiallinen koostumus kiinnostaa tutkijoita, sillä se on mitä ilmeisimmin sitä alkuperäistä ja muuttumatonta materiaalia, mistä koko Aurinkokuntamme on muodostunut. Vaikka emme tiedä kuinka monta kierrosta komeetta on tehnyt nykyisellä radallaan, niin tutkijat eivät usko sen materiaalin kovinkaan paljoa muuttuneen alkuperäisestä.

Komeetat eivät ole ikuisia ja muuttumattomia, sillä jokaisen perihelin ohituksen aikaan ne yleensä menettävät merkittävän osan pintamateriaalistaan Auringon lämpösäteilyn ja tihentyvän aurinkotuulen vaikutuksesta. Lisäksi jäljelle jääväässä osassa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka voivat tuottaa yhdisteitä (tholiineita), joita alkuperäisessä materiaalissa ei ole. Tholiini ovat tummia kemiallisia yhdisteitä, jotka tummentavat komeetan pintaa merkittävästi. Mitä useammin komeetta on perihelinsä ohittanut, sen pienempi ja tummempi se on. Tutkijat arvioivatkin, että lyhyellä (< 200 vuotta) kiertoradalla olevat komeetat voivat tehdä enintään noin tuhat perihelin ohitusta ennen kuin ne katoavat kokonaan.

Komeetta 2I/Borisov havaittiin lähes vuotta ennen löytöään

Tähtivälisestä avaruudesta Aurinkokuntaamme saapunut komeetta 2I/Borisov oli valokuvattu yli 200 kertaa ennen varsinaista löytämistään. Tällaiseen tulokseen ovat tulleet Marylandin yliopiston tutkijat Quanzhi Yen’in johtama tutkimusryhmä.

Ennen löytöä otetuja valokuvia komeetta 2/ Borisovista. Kuva arxiv.org

Tutkimuksessa^[1] ryhmä kokosi Catalina Sky, Pan-STARRS ja Zwicky Transient Facility -laitteistojen kokoamia valokuvia niiltä alueilta, joilla komeetta olisi ollut ennen elokuussa 2019 tehtyä löytämistään. Valokuvia löytyi kaikkiaan 202, joissa komeetta on näkyvissä. Komeetan suurin etäisyys oli varhaisimmassa kuvassa jouluun 13. päivältä 2018 kahdeksan astronomisen yksikön etäisyydellä. Sitä varhaisemmista kuvista komeettaa ei löytynyt.

Valokuvien perusteella tutkijat pystyivät laskemaan mm. komeettaytimen koon. Ytimen säde on enintään 7 km se vapauttaa kaasuja avaruuteen 0,5 –10 km² alueelta. Lisäksi sen koma näyttää syntynee 5 – 7 au etäisyydellä. Aurinkokunnassa olevien komeettojen koma alkaa kehittyä hieman lähempänä Aurinkoa, vain 3 – 5 au etäisyydellä. Ero kertoo siitä, että 2I/Borisov sisältää aurinkokunnan komeettoja enemmän haihtuvia kaasuja kuten hiilidioksidia ja hiilimonoksidia. Ero ei kuitenkaan ole suuren suuri, joten sitä voidaan pitää samankaltaisena kuin Oortin pilvestä ensikertaa Aurinkokunnan sisäosiin tulevat komeetat ovat.

Komeetta 2I/Borisov saavuttaa perihelin (n. 2 au etäisyydellä Auringosta) joulukuun 8. päivänä tänä vuonna. Siihen asti se lähestyy ja Auringon lämpösäteily lisääntyy sillä seurauksella, että komeetasta sublimoituu entistä enemmän niin vesihöyryä kuin muitakin helposti haihtuvia kaasuja. Tästä puolestaan seuraa, että komeetan kirkkaus kasvaa jonkin verran. Rakenteellisesti komeetta pidetään hieman heikompana kuin Aurinkokuntamme komeettoja, joten voi olla, että 2I tarjoaa vielä mielenkiintoista nähtävää.

Huomautukset

[1] Tutkimus on julkaistu https://arxiv.org/abs/1911.05902 (https://arxiv.org/pdf/1911.05902.pdf)

Tähtienvälisen avaruuden asteroidi?

Asteroidi A/2017 U1 kuvattuna Tenagra observatoriossa

 Arizonassa. Kuvien väli on 9 minuuttia. 

Kuva Paulo Holvorcem & Michael Schwartz .

Lokakuun 18. päivänä PanSTARSS 1 teleskooppi^[1] valokuvasi pienen ja himmeän kohteen, joka sai tunnuksekseen C/2017 U1. Kirkkautta kohteella oli noin 20^m. Ratalaskelmat osoittavat kohteen ohittaneen Auringon vain 37 600 000 km etäisyydeltä, siis lähempää kuin mitä Merkurius on. Ohitus oli tapahtunut syyskuun 9. päivänä. Kokoa kappaleella laskettiin olevan noin 160 metriä ja nopeutta perihelin aikaan 87,8 km/s^[4].

Lokakuun 14. päivänä kappale oli lähimmillään maapalloa. Etäisyyttä oli silloin noin 24 000 000 km. Karen Meech Havaijin yliopistosta onnistui valokuvaamaan sen VLT-teleskoopilla ja kuvissa se näytti aivan tähtimäiseltä kohteelta. Kuvien perusteella se ei siis ollutkaan komeetta (joka oli ensimmäinen oletus kohteen luonteesta ja se näkyi myös sille annetusta tunnuksesta), vaan asteroidi. Niinpä kohteen tunnus muutettiin^[2] muotoon A/2017 U1.

Kaksi tähtitieteilijää^[3] onnistui saamaan kohteesta spektrin. Molempien tutkimusten mukaan asteroidi oli hieman punertava mutta muutoin se ei poikennut muista asteroideista nimeksikään.

Asteroidin rata oli poikkeuksellinen, vaikkakaan ei aivan ainutlaatuinen. Se lähestyi aurinkokunnan sisäosaa 122 asteen kulmassa maapallon ratatasosta. Radan eksentrisyys oli suuri (1,1922 ± 0.00268), joten se oli ilmi selvästi hyperbolisella radalla. Rata on erittäin poikkeuksellinen, sillä aikaisemmin tunnetaan vain yksi tapaus kappaleesta, jonka radan eksentrisyys on ollut suurempi kuin 1. Kyse oli silloin komeetta C/1980 E1. Bowell, jonka eksentrisyys oli 1,05. Suuri eksentrisyys komeetalle selittyi kuitenkin sillä, että se oli saanut hieman lisäenergiaa Jupiterin lähiohituksesta. Komeetta ohitti Jupiterin vain 0,23 au:n (noin 35 000 000 km) etäisyydeltä.

Asteroidin rataa laskettaessa taaksepäin havaittiin, että se oli lähestynyt aurinkokuntaa nopeudella 26 km/s. Vaikka vauhti tuntuu huikealta, kappaleelta olisi kulunut yhden valovuoden mittaisen matkana kulkemiseen noin 12 000 vuotta. Asteroidi näytti tuleen nykyisen Lyyran tähdistön suunnasta ja vain noin 4,5° etäisyydeltä Vega-tähdestä. Vega on noin 25 valovuoden etäisyydellä, joten tältä etäisyydeltä asteroidi olisi matkannut noin 300 000 vuotta. Aika on kuitenkin sen verran pitkä, että kun otetaan huomioon Vegan ominaisliike Linnunradassa, tähti ei ole ollut lähelläkään sitä paikkaa mistä asteroidin on tullut.

Video asteroidin radasta aurinkokunnassa. (Katso kokoruututilassa!)

Aurinkokuntamme liikkuu noin 20 km/s nopeudella Linnunradassamme Herkuleen tähdistön suuntaan (apeksi). Suunta on noin 6° asteroidin tulosuunnasta. Todennäköisyyksiä laskettaessa suunta (apeksi) on juuri se mistä kaikkein todennäköisimmin pitäisi kohdata tähtienvälisen avaruuden kohteita. Havainto näyttää sopivan laskemiin, mutta mitään tilastoa emme yhdestä tapauksesta voi muodostaa, sillä se voi olla täysin sattumaakin.

Olipa asteroidin alkuperä mikä tahansa, se näyttää tulleen tähtienvälisestä avaruudesta ja sinne se myös palaa, joskin sen rata ja kulkusuunta voimakkaasti muuttuneena. Se poistuu aurinkokunnastamme lähes planeettojen ratatason suuntaan.

Katso myös Nasa video aiheesta

Huomautukset

[1] Haleakala Maui, Havaiji.

[2] Avaruudesta havaittujen kappaleiden tunnukset antaa ja ylläpitää Minor Planets Center (MPC), kts. Minor Planet Electronic Circular MPEC 2017-U183.

[3] Alan Fitzsimmons Belfastin yliopistosta käytti La Palmalla olevaa (Ø 4,2 m) William Herschel -teleskooppia ja Joe Masiero Jet Propulsion laboratoriosta käytti (Ø 5 m) Hale-teleskooppia.

[4] Tähtienvälisestä avaruudesta tulevan kappaleen vauhti kiihtyy, kun se vajoaa aurinkokunnan sisäosiin. Tällöin Auringon muodostaman gravitaatiokentän potentiaalienergia muuttuu kineettiseksi energiaksi (vauhdiksi). Tällä nopeudella asteroidin vauhti (87,8 km/s) oli suurempi kuin aurinkokunnasta poistumiseen tarvittava pakonopeus (84,03 km/s) perihelietäisyydellä Auringosta. Nopeuksien erotus saattaa tuntua pieneltä, mutta se selittyy asteroidin radan ja Aurinkokunnan geometrialla ja suhteellisilla liikkeillä.

Havaintovinkki: Maapallo perihelissä, kvadrantidit ja planeettajono

Auringon ja Maan välinen etäisyys on lyhin tammikuun 3.
päivänä. Piirros © Kari A. Kuure.

Tammikuun 3 päivän aamuna kello 00.49 maapallo ohittaa radallaan Aurinkoa lähinnä olevan pisteen, perihelin. Tällöin Maan ja Auringon välinen etäisyys on 147 100 175 km ja meille Aurinko näkyy 32’ 31” kokoisena. Ratadynamiikasta johtuen maapalloon ratanopeus on suurin 30,4 km/s ja tästä johtuen Auringon näennäinen liike taivaalla tähtien suhteen on myös suurin 1,002 astetta vuorokaudessa.

Perihelipäivänä auringonnousu tapahtuu Tampereen horisontin mukaan kello 9.45, etelässä Aurinko näkyy 5,6 asteen korkeudella kello 12.29 ja auringonlasku tapahtuu kello 15.14. Päivällä on siis pituutta 5 tuntia 29 minuuttia.

Alkavan vuoden ensimmäinen meteoriparvi, kvadrantidit, ovat maksimissaan perihelipäivänä. Meteoriparven radiantti sijaitsee jo poistetun tähtikuvion, Kvadrantin, alueella. Nykyisissä tähtikartoissa alue sijaitsee Karhunvartijan tähdistön pohjoisosassa. Radiantti on 77° korkeudella (etelässä) kello 8.56, joten parasta havaintoaikaa on aamuyö, vaikkakin radiantti on sirkumpolaarinen ja näkyvissä koko yön.

Kvadrantidit ovat runsas meteoriparvi, sillä sen zeniittituntiluvuksi (ZHR) ilmoitetaan 120. Tämä tarkoittaa sitä, että yksi havaitsija parhaimpaan aikaan voi nähdä joitakin kymmeniä meteoreja tunnin aikana. Kvadrantideja voidaan nähdä tammikuun 1.–5.1. välisenä aikana. Tänä vuonna Kuu häiritsee jonkin verran meteorien havainnointia sillä se on valaistunut 39 % osuudella.

Planeettasuora 3.1.2016 päivän aamuna.
Piirros © Kari A. Kuure.

Meteorihavaitsijan on syytä huomioida, että kvadrantidien kanssa samaan aikaan taivaalla voi näkyä joitakin Coma Berenicideihin kuuluvia meteoreja. Niiden radiantti kuitenkin sijaitsee Leijonan tähdistössä lähellä Bereniken hiukset -tähdistön rajaa.

Tammikuun 3 päivän aamun tunnit ovat myös näyttävän planeettasuoran aikaa. Aamuyön tunteina kaakkoisella taivaalla ovat Jupiter, Kuu ja Mars hienossa jonossa ja ennen auringonnousua kaakkoisesta horisontista nousevat vielä Venus ja Saturnus jonon jatkoksi. Planeetat säilyttävät asemansa joitakin viikkoja, mutta Kuu luonnollisesti siirtyy idemmäksi aamu aamulta.

Huomautukset

[1] Näitä lukuja voi verrata aphelin, eli radan etäisimmän pisteen arvoihin heinäkuun 4 päivänä. Aphelin aikaan ratanopeus on 29,4 km/s ja Auringon näennäinen liike on hitainta 0,9701 astetta vuorokaudessa. Auringon ja Maan välinen etäisyys on tällöin 152 103 775 km.

New Horizons -luotain aktivoitiin

Kuva NASA/Johns Hopkins University Applied Physics 
Laboratory/Southwest Research Institute

Pluton järjestelmää havaitseva New Horizons -luotain aktivoitiin lauantain ja sunnuntain välisenä yönä Suomen aikaa.  Australian Canberra sijaitsevalle Nasan Deep Space Network:in radioasemalle luotaimesta lähetetyllä signaalilla kului matkaan aikaa neljä tuntia ja 26 minuuttia. Luotaimen käynnistäminen oli ohjelmoitu sen tietokoneelle.

New Horizons -luotaimelta kuluu vielä yli puolivuotta Pluton ohittamiseen, se tapahtuu heinäkuun 14. päivänä ensi vuonna, jolloin sen etäisyys on 33 au.  Luotain ei kuitenkaan jää Pluton järjestelmään, vaan kiitää ohi Kuiperin vyöhön havaintoja tehden. Ensimmäiset jatkuvat havainnot Plutosta ja sen kuista tehdään kuitenkin jo tammikuun 15. päivänä.

New Horizons -luotaimen rata kohti Plutoa. Kuva Nasa.

New Horizons laukaistiin matkaan kohti aurinkokuntamme ulko-osia monien vaiheiden jälkeen tammikuun 19. päivänä vuonna 2006. Ehtipä luotaimen rakentaminen olemaan jäissä muutaman kuukauden Nasan ja Yhdysvaltain liittovaltion rahavaikeuksien vuoksi. Onneksi tutkijoiden panostus tuotti tulosta ja luotaimen rahoitus järjestyi.

New Horizons -luotaimen matkaan saattamisella oli kiire, jotta luotain saavuttaisi Pluton ennen kuin pikkuplaneetan ilmakehä mahdollisesti romahtaa. Pluton rata on erittäin soikea ja sen ollessa ratansa Aurinkoa lähimpänä olevassa osassa, sille kehittyy haihtuvista jäistä ilmakehä. 

Pluto oli perihelissä vuonna 1989 ja silloin se oli lähempänä Aurinkoa kuin Neptunus.  Lämpötila on niin alhainen, että kääpiöplaneetan siirtyessä kauemmaksi Auringosta, tutkijat arvelevat ilmakehän härmistyvän Pluton pinnalle. Ilmakehän romahtamisen odotetaan tapahtuvan viimeistään 2020-luvulla.

Luotaimen laukaisu tapahtui käytännöllisesti katsoen viime hetkellä. Syy oli se, että luotaimen piti matkallaan ohittaa Jupiter lisävauhtia antavalla linkoradalla. Lisävauhti oli puolestaan erittäin tarpeen, sillä ilman sitä luotaimen matkavauhti olisi jäänyt varsin vaatimattomaksi ja Pluton saavuttaminen ajoissa olisi ollut mahdotonta. Laukaisun aikaan Jupiterin ohittavan radan laukaisuikkuna oli jo sulkeutumassa. Laukaisu kuitenkin onnistui ja luotain ohitti Jupiterin helmikuussa 2007.

New Horizons -luotaimen tekemät säännölliset havainnot aloitetaan tammikuussa. Kolme kuukautta ennen lähiohitusta kuvat ovat jo niin tarkkoja, että ensimmäinen kartoitus voidaan tehdä. Tähän asti yksityiskohtaisimmat kuvat Plutosta on saatu Hubble avaruuskaukoputkella ja ne eivät ole kovinkaan erotuskykyisiä. Näin ollen tutkijoilla ei juuri ole minkäänlaista käsitystä millaisia pinnanmuotoja Plutolla on. (Uskaltaisin kuitenkin veikata, että ulkonäöltään pinta ei juuri poikkea ulkoplaneettojen suurien kuiden jäisistä pinnoista.)

Ohilento vie New Horizons -luotaimen Pluton ja Charonin taitse siten,
että suora näköyhteys Maahan katkeaa hetkeksi. Kuva Nasa.

Ohilennon havaintojen kannalta kiireisimmät hetket ovat tietysti silloin kun luotain on lähimmillään Plutoa. Etäisyyttä tällöin on vain noin 9 600 km ja Charoniin on matkaa vain 27 000 km. Vain puolituntia ennen lähintä ohitusta luotain ottaa tarkimmat kuvat Plutosta. Kuvissa odotetaan näkyvän noin 60 metrin kokoisia yksityiskohtia.

Ohilennon jälkeen kiireinen havaitseminen jatkuu. Tutkijoita kiinnostava ilmakehän odotetaan näkyvän erityisen hyvin vastavaloon otetuissa kuvissa. Vastavalokuvissa odotetaan näkyvän Plutoa mahdollisesti kiertävä ohut rengas (mitään varmuutta renkaan olemassa olosta ei ole).  Ohilennon rata on suunniteltu myös siten, että Pluto ja Charon peittävät Auringon ja Maan. Peittymisiä käytettään Pluton ilmakehän havainnointiin ja samalla saadaan tehtyä radiohavaintoja Maasta.

Poistuttuaan Pluton järjestelmästä New Horizons-luotain jatkaa kulkuaan Kuiperin vyöhön. Tutkijat ovat jo valmiiksi etsineet seuraavien kappaleiden ohilennot; kappaleita on kolme. Ohilennettävien kuiperoidien löytäminen ja jatkosta päättäminen tehtiin vasta kuluneen syksyn aikana, sillä sopivien kohteiden löytyminen ei ollut mikään helppo tehtävä.

Kuva: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Useimmat kuiperoidit ovat kooltaan ja massaltaan noin kymmenkertaisia tavallisiin komeettoihin nähden, ne eivät kuitenkaan ole kooltaan kuin prosentin Pluton kokoluokasta ja suurimmatkin niistä ovat erittäin kylmiä. Näin ollen Hubblekaan ei kovin helposti niitä pysty löytämään ja etsintään on käytetty myös suurimpia maanpinnalla olevia kaukoputkia.

Etsinnän tehokkuutta kuitenkin kuvaa se, että useita kymmeniä uusia kuiperoideja löydettiin, mutta niistä ei kovinkaan moni ollut sellaisella radalla johon New Horizons -luotaimen polttoaine riittäisi. Tutkijoita ehtikin jo huolestuttaa mahdollisuus, että yhtäkään sopivalla radalla olevaa kuiperoidia ei löytyisi. Viime syyskuussa kuitenkin oli löytynyt yksi sopiva ja kaksi mahdollisesti sopivaa kappaletta, joiden havaitsemista täytyy kuitenkin vielä jatkaa. Kaksi näistä on noin 55 km ja kolmas on noin 25 km halkaisijaltaan. Jos ne osoittautuvat parhaiksi mahdollisiksi kohteiksi, niin New Horizons tekee kappaleiden ohilennot muutaman vuoden kuluessa Pluton ohittamisesta.

Komeettojen arvoitus – 67P/Churyumov–Gerasimenko

Komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenko. Kuva ESA.

Osa 2

67P/Churyumov–Gerasimenko ^[1] komeetan löysivät 11. syyskuuta vuonna 1969 Kiewin yliopiston astronomisessa observatoriossa työskennellyt Klim Ivanovych Churyumov ja löytöön johtaneen valokuvan ottanut Svetlana Ivanovna Gerasimenko (Alma-Ata astrofysikaalinen Instituutti).  Gerasimenko oli ollut tutkimassa ja valokuvaamassa komeetta Comas Solà.

Churyumov tarkasti valokuvan ja löysi komeetan kuvalaatan reunasta ja päätteli sen olevan komeetta Comas Solàn. Vasta palattuaan Kiewiin ja uudelleen tarkastelleessaan (22.10.1959) kuukautta aikaisemmin otettua valokuvaa Churyumov huomasi, että löydetty kohde ei voinut olla etsitty, sillä Comas Solàn olisi pitänyt olla 1,8° lasketusta paikasta. Näin suuri ero ei luonnollisestikaan tullut kysymykseen, joten valokuvattu kohde täytyi olla uusi komeetta.

Löydetyn komeetan 67P radan tarkastelu osoitti, että periheli oli 2,7 au etäisyydellä Auringosta ennen vuotta 1959. Helmikuussa 1959 komeetta teki Jupiterin lähiohituksen, jonka seurauksena radan periheli siirtyi nykyiseen 1,2432 au etäisyyteen Auringosta. Radan etäisin piste on 5,6829 au Auringosta ja kiertoaika on noin 6,44 vuotta. Komeetta kiertää lähellä ekliptikaa sillä radan kaltevuus (inklinaatio) on 7,0405°.

Komeetan pyöriminen itsensä ympäri on kokenut mielenkiintoisen muutoksen vuoden 2009 perihelin aikaan. Ennen sitä pyörimisaika oli 12,76 tuntia ja perihelin jälkeen pyörähdysaika oli 12,4 tuntia. Tutkijat arvelivat pyörimisen vauhdittuneen komeetasta haihtuneen vaikutuksesta.

Seuraavan kerran 67P/Churyumov–Gerasimenko on perihelissä 13. syyskuuta 2015. Sitä ennen komeetta on helmikuussa 2015 konjunktiossa^[2] Auringon kanssa, jolloin etäisyyttä Maasta on 3,3 au. Komeetta lähestyy periheliä etelätaivaalla ja 5. toukokuuta se ylittää tähtitaivaan ekvaattorin tullen paremmin nähtäväksi pohjoiselta pallonpuoliskolta. Syyskuun perihelin jälkeen se näkyy Kaksosissa ja sen odotettu kirkkaus olisi silloin noin 11^m. Komeetta vaatii siis näkyäkseen vähintään kiikarin käyttämistä havaintovälineenä.

Komeetta 67P:n etsintäkartta ensi syyskuulle.
Komeetan paikka on esitetty  perihelin aikaan
13.9.2015 kello 3. Kuva Kari A. Kuure.

Euroopan avaruusjärjestön Rosetta-luotaimen lähestyessä komeettaa, havaittiin, että se on kuin kahdesta kappaleesta koostunut, 4,1×3,2×1,3 km kokoinen kappale. Massaa sillä on noin 10¹³ kg ja keskitiheys 400 kg/m³. Pieni keskitiheys osoittaa sen olevan hyvin huokoinen tai sen sisällä on isoja onkaloita.  Suuret onkalot eivät sinällään olisi mitenkään yllättäviä, sillä komeetat voivat hyvinkin koostua löyhästi toisiinsa kiinnittyneistä pienemmistä kappaleista. Pinnan lämpötila vaihtelee 205–230 K (–68 … –43 °C) välillä.

Syyskuussa 2015 komeetta kohoaa Tampereen horisontin yläpuolelle noin kello 23 aikoihin ja on etelässä heti auringonnousun jälkeen. Näin ollen aamuyön pimeimmät tunnit ovat parasta havaintoaikaa, jolloin komeetta näkyy kello 3 noin 28° korkeudella idässä.

Huomautukset

[1] Suomenkielinen translitterointi on 67P/Tšurjumov–Gerasimenko. Englanninkielisissä teksteissä siitä voidaan käyttää myös lyhyempiä ilmaisuja kuten Chury, 67P/C-G tai comet 67P.

[2] Konjunktiossa ollessaan kohde näkyy samassa suunnassa taivasta maapallolta katsottuna.

Komeetta ISON on vihreä

Kuvan komeetasta nappasi Hubble.
Se on otettu mustavalkoisena ja
värjätty kuvankäsittelyssä.
Kuva Nasa/HST.

Jännityksellä seuraamamme komeetta C/2012 S1 (ISON) näyttää olevan väriltään vihreä. Väri on seurausta lähinnä kahdesta valoa emittoivasta kaasusta: syaanista (CN) ja kaksiatomisesta hiilestä (C₂). Komeetta on vielä liian himmeä näkyäkseen paljain silmin, arvioitu kirkkaus tällä hetkellä on noin 11^m vaikka hajontaa havainnoissa on vielä runsaasti.

Tuoreet havainnot ovat varmistamassa, että ensihavaintojen perusteella tehdyt kirkkausarviot olivat liian optimistisia 1–2 kirkkausluokkaa (magnitudia). Sen sijaan perihelin aikainen kirkkaus näyttäisi kasvaneen ainakin jonkin verran, saavuttaen maksimissaan noin –11^m. Jos tämä toteutuu, niin silloin komeetta olisi helposti nähtävissä päiväaikana vaikka kirkas auringonkilo häikäisee. Tämä kuitenkin on hyvin paljon kiinni siitä, millainen havaintopaikan säätila ja ilmakehän olosuhteet ovat. Utuinen tai yläpilvinen sää hukuttaa taakseen helposti koman, mutta täysin kirkas ja kuulas sää tuo komeetan näkyviin.

Perihelipäivä 28.11.

Päivän aamuna kaikki komeettabongarit odottavat näkevänsä erityisen hienon komeetan nousevan horisontista hieman ennen kello 9 (Tampereen horisontin mukaan). Jos komeetan pyrstö on kehittynyt hyvin ja on kirkas, se voi nousta horisontista tunteja ennen koman nousua. Onko itse pyrstö riittävän kirkas näkyäkseen, onkin sitten jo kokonaan toinen juttu sillä horisontti on ennen auringonnousua hyvin kirkas. Joka tapauksessa kello 7.30 aikoihin pyrstö suuntautuu noin 45° kulmassa komeetasta vasemmalle kohti kappa Ophicus -tähteä Käärmeenkantajassa.

Tuntia myöhemmin komeetta ja Aurinko ovat vielä horisontin alapuolella ja taivas liian valoisa pyrstön näkymiselle. Kello 9 aikaan komeetta on juuri ja juuri horisontin yläpuolella ja Aurinko vielä horisontin alapuolella. Tällöin komeetan koman pitäisi näkyä selvästi. Jos pyrstöä on näkyvissä, niin se kohoaa horisontista vasemmalle kallistuen.

Kuinka komeetta näkyy ensimmäisten aamun tuntien jälkeen, kaikki on kiinni itse komeetan kehityksestä. Jos koma pysyttelee kirkkaana, havaitsemisen päivän aikana voi olla helppoa. Jos taas kirkkaus putoaa hyvin nopeasti, komeetan näkyminen ei ole lainkaan varmaa.

Marraskuun 28.päivän ilta palauttaa komeetan näkyville auringonlaskun (kello 15.15) jälkeen. Jos komeetta on noudattelee ennustettua kirkkautta, sen pitäisi tulla näkyville viimeistään noin puoli tuntia auringonlaskun jälkeen.  Komeetta on tällöin vain alle puolen asteen korkeudessa ja pyrstö suuntautuu ylös oikealle lounaisessa horisontissa. Kovin pitkään komeetta ei kuitenkaan pystytä havaitsemaan sillä se painuu horisontin alapuolelle muutamassa minuutissa (kello 15.51).

29.11.

Seuraavana aamuna ennustettu komeetan kirkkaus kertoo olevan sen verran himmeä, että se ei paljain silmin (eikä kaukoputkellakaan) näy kirkkaalta aamutaivaalta. Tosin, ennuste on tässä kohdassa kaikkein epävarmin ja näkyminen riippuu koman kirkkauden kehityksestä. Oma arvaukseni on, että koma on näkyvissä joskin himmeänä.

Iltapäivällä kello 15.48 aikoihin komeetan pitäisi ilmaantua näkyville länsilounaassa noin parin asteen korkeudella.  Komeetta painuu kuitenkin horisonttiin jo kello 16.12, joten kovin pitkään havaintoja siitä ei pystytä vielä tekemään. Kirkkautta komeetalla on ennustettu olevan 0,4^m.

30.11.

Komeetta voi yrittää havaita aamutaivaalta. Se kohoaa horisontista kello 7.46 ja on kirkkaudeltaan 1,2^m. Tällöin se voi näkyä noin tunnin veran huolimatta kaiken aikaa kirkastuvasta taivaasta.

Iltataivaalle se ilmaantuu kello 15.45 hieman alle neljän asteen korkeuteen läntisessä horisontissa. Komeetan kirkkaus on noin 1,5^m ja se laskee horisonttiin noin 40 minuuttia myöhemmin.

1.12.

Komeetta on himmentynyt ja nyt sen kirkkaudeksi arvioidaan 2^m. Se on kuitenkin sen verran riittävä, että komeetan nousun horisontin yläpuolelle voi nähdä itä-kaakkoisesta horisontista kello 7.23 aikoihin. Näkyvissä sen pitäisi pysytellä arviolta reilun tunnin verran. Pyrstö kohoaa suoraan ylöspäin.

Iltapäivällä komeetta tulee näkyväksi suunnilleen samoihin aikoihin kuin edellisenä päivänä. Korkeutta on noin viisi astetta ja pyrstö suuntautuu noin 45 asteen kulmassa ylös oikealle. Komeetan kirkkaus on kuitenkin pudonnut jonkin verran (2,2^m) joten sään täytyy olla edelleen kirkas ja kuulas.

Kuten monet kerrat olen painottanut, komeetan kirkkauden kehitystä on vaikea arvioida. Erityisen vaikeaa se on auringonhipojille, sillä ne voivat kadota kokonaan perihelin aikana tai jopa ennen sitä. Ne jotka selviävät periheliohituksesta, voivat himmetä nopeasti (kuten tämä ISONin odotetaan tekevän). Toisaalta, komeetan absorboima lämpö voi saada aikaan yllättäviä purkauksia jopa pitkän ajan kuluttua periheliohituksesta. Näin ollen kaikki kirkkausennusteet ovat hyvin spekulatiivisia ja perustuvat oletukseen, että komeetta käyttäytyy kuten komeetat keskimäärin. Niin myös tässä artikkelissa ja blogissa. Jos poikkeamia tapahtuu, toivottavasti ne ovat kirkkaampaan suuntaan.