LICIACube lähetti kuvia törmäyksestä

Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids lyhemmin LICIAcube on lähettänyt ensimmäiset kuvansa törmäyksestä. Niissä näkyy, kuinka voimakkaan räjähdyksen DART-luotain sai aikaan Didymos asteroidin pienen Dimorphos kuun pinnalla. Räjähdys aiheutui pelkästään luotaimen kineettisestä energiasta, sillä luotaimessa ei ollut räjähdysainetta.

DART-luotaimen osuma synnytti voimakkaan räjähdyksen ja se muodosti myös selkeän säteiskuvion. Etualan kirkas alue on Didymos asteroidi, jonka kuu Dimorphos on. Kuva (ASI/NASA).

Törmäys aiheutti valtavan pölypilven, jota pystyttiin havaitsemaan maanpinnalta. LICIAcube seurasi DART-luotainta muutaman minuutin viipeellä ja pystyi valokuvaamaan koko tapahtumasarjan. Erityisen mielenkiintoista kuvissa on se, että törmäyksen roiskeet muodostivat säteitä törmäyskraatterin ympärille. Tällaisia säteitä on aikaisemmin nähty Kuussa mm Tycho ja Copernicus kraattereiden ympärillä.

DARTin osumatarkkuus oli erittäin hyvä. Luotain oli suunnattu asteroidin keskipisteeseen ja tutkijat päättelivät kuvista, että se osui vain 17 metriä suunnitellusta kohdasta sivuun. Osumatarkkuutta voidaan pitää erittäin hyvänä, sillä koko asteroidin halkaisija on vain noin 160 metriä. Tikkataulussa (engl. dart board) häränsilmä on suhteellisesti samankokoinen alue keskipisteessä.

 

DARTin törmäys havaittiin maanpinnalta useasta paikasta

NASA DART-luotain törmäsi onnistuneesti Dimorphos-nimiseen Didymos asteroidin kuuhun varhain tiistaiaamuna Suomen aikaa. Törmäystä havaittiin myös maanpinnalta useassa observatoriossa itäisellä pallonpuoliskolla. Törmäyksen ajateltiin kasvattavan asteroidikuun kirkkautta jonkin verran, mutta lopulta kirkastumisen lisäksi observatorioissa havaittiin kirkkaan pölypilven eteneminen avaruuteen. Tässä suhteessa törmäys ja sen havaitseminen onnistuivat yli odotusten. Havaintoja pystyttiin tekemään Intian valtameren ympäristössä mm. Etelä-Afrikasta ja La Reunionin saarelta Les Makes Observatorista (oheinen video).

 

DARTin massa oli noin 570 kg ja törmäysnopeus noin 6,3 km/s. Tutkijat arvioivat, että törmäyskraatterin halkaisija saattaisi olla jopa 14 metriä. Riippuen asteroidin koostumuksesta, jopa lähes koko törmäyskraatteri on tyhjentynyt avaruuteen. Jos näin on käynyt, niin kuin havaintojen valossa näyttää tapahtuneen, pölyä ja kiveä pilvessä on ollut valtava määrä.

Törmäyskraatterista saadaan kuvia vasta vuoden 2026 joulukuussa, kun Euroopan avaruusjärjestön Hera-luotain aloittaa asteroidiparin havainnot. ESA lähettää Hera-luotaimen avaruuteen loka-marraskuussa 2024. Hera-luotain kuljettaa mukanaan kaksi cube-satelliittia (Milani ja Juventas). Milanin rakentajaryhmä on 12 yrityksestä ja tutkimuslaitoksesta Italiasta, Tšekistä ja Suomesta. Suomalaiset tutkijat ovat VVT:ltä ja Helsingin yliopistosta. Juventasin rakentaja ovat Luxenburgista, Tanskasta, Romaniasta ja Puolasta.

Spaceweather.com sivulla on julkaistu ATLAS-observatorion julkaisema video törmäyspilvestä. Atlas observatorio julkaisi videon alun perin Tvitterissä.

DART onnistui törmäyksessään

NASAn DART-luotain onnistui törmäämään Dimorphos asteroidiin. Törmäys tapahtui kello 02.15.04 Suomen aikaa. Oheinen kuvaa on otettu vain hetki ennen törmäystä. Tässä vaiheessa ei ole enempää tietoja käytettävissä.

Kuva NASA.

Katso NASAn tuottama animaatio törmäyksestä tästä!

Katso video törmäyksestä DARTin kamerakuvista!

Vihoviimeinen kuva ennen törmäystä. Kuvan lähetys keskeytyi kun törmäys tapahtui. Kuva NASA.

DART-luotain törmää ensiyönä

 Törmäysajankohta on kello 2.14 Suomen aikaa.

Taiteiljan näkemys DARTin lähetymisestä törmättävään asteroidiin. Kuva JHU Applied Physics Laboratory.

DARTin kohteena on kaksoisasteroidi Didymos, joka tarkoittaa kreikaksi "kaksosta". Didymos on hyvä ehdokas ensimmäiseen planeettapuolustuskokeeseen, vaikka se ei olekaan törmäyskurssilla Maahan eikä siksi aiheuta todellista uhkaa planeetalle. Järjestelmä koostuu kahdesta asteroidista: suuremmasta Didymos-asteroidista (Ø 780 m) ja pienemmästä kuuasteroidista Dimorphos (Ø 160 m). Tällä hetkellä Dimorphoksen kiertoaika Didymosin ympäri on 11 tuntia ja 55 minuuttia. Asteroidien massakeskipisteitten välinen etäisyys on noin 1,18 kilometriä. Astroidiparin kiertoaika on 770 vrk ja radan etäisin piste on noin 2,27 au etäisyydellä Auringosta. Didymos oli maapallon läheisyydessä edellisen kerran vuonna 2003 ja seuraava kertaa joudumme odottelemaan aina vuoteen 2063 asti.

Asteroidipari on pimentävä binääri, mikä tarkoittaa, että Dimorphos kulkee Didymoksen edestä ja takaa kiertäessään suurempaa asteroidia Maasta katsottuna. Näin ollen maanpinnalla olevilla teleskoopeilla voidaan havaita yhdistetyn Didymos-järjestelmän kirkkauden säännöllistä vaihtelua Dimorfoksen kiertoradan määrittämiseksi. Törmäyksen jälkeen tämä sama tekniikka paljastaa Dimoprhosin kiertoradan muutoksen verrattuna mittauksiin ennen törmäystä. DART-iskun ajoitus syyskuussa 2022 valittiin siten, että Maan ja Didymosin välinen etäisyys on lyhin, jotta havainnot olisivat korkealaatuisia. Didymos on noin 11 miljoonan kilometrin ​​etäisyydellä Maasta DART-iskun aikaan.

DARTin törmäys tapahtuu kohtisuoraan asteroidin pintaan ja niiden liikesuunnat ovat vastakkaiset. Pieni cube-sateelliitti ottaa valokuvai tapahtumasta. Kuva JHU Applied Physics Laboratory.

Didymoksen kiertorata ei leikkaa Maan kiertorataa missään pisteessä ja DARTin törmätessä Dimorphosille antama impulssi on niin vähäinen, ettei se juurikaan vaikuta asteroidin kiertorataan. Dimorphoksen massaa ei ole määritetty suoraan, mutta asteroidin tiheydestä ja koosta tehdyillä oletuksilla Dimorphosin massaksi on arvioitu noin 5 × 10⁹ kg. DARTin kineettisen vaikutuksen aiheuttama muutos on suunniteltu muutamaan kiertorataa hieman lähemmäksi Didymosia.

DARTin törmäystä ei tehdä aivan ”sokkona”, sillä se on kuljettanut mukanaan italilaista cube-satelliittia Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids (LICIACube). Satelliitti irrotettiin CARTista pari viikkoa sitten ja se on sen jälkeen tehnyt pienen ratamuutoksen, sillä sen tarkoitus on lentää Dimorphoksen ohi. LICIACubessa on kaksi kameraa, joilla se kuvaa törmäystä ja sen aiheuttamaa pölypilveä. Kuvista tutkijat voivat varmentaa törmäyksen onnistumisen maanpinnalta tehtävien havaintojen lisäksi.

Reaaliaikaisia kuvia saadaan myös törmäävästä DARTista, sillä tutkijat arvoivat viimeisen kuvan tulevan vain muutamaa sekuntia ennen törmäystä. Pari viimeistä minuuttia ennen törmäystä on dramaattisia, sillä kuvissa näkyy kohdeasteroidi kasvavan vauhdilla. Noin 2 minuuttia ennen törmäystä Dimorphos näkyy halkaisijaltaan vain noin 45 pikselin kokoisena. Minuuttia myöhemmin se on jo 90 pikselin kokoinen ja koko kasvaa tuplaksi aina jäljellä olevan ajan puolittuessa. Viimeisimmän kuvan tarkkuudeksi arvioidaan noin 9 cm/px asteroidin täyttäessä koko kuvakentän.

Tilasto tunnettujen Maata uhkaavien asteroidien määrästä ja törmäysten taajuudesta.

DARTin törmäyttäminen asteroidiin on tekniikkakoe. Asteroidijärjestelmä on hyvä koekenttä sen selvittämiseksi, onko luotaimen törmäytys tehokas tapa muuttaa asteroidin kurssia, jos ja kun Maata uhkaava asteroidi löydetään tulevaisuudessa. Toistaiseksi yksikään tunnettu yli 140 m asteroidi ei ole törmäyskurssilla Maan kanssa. Tähän arvioon liittyy kuitenkin suuri epävarmuus, sillä tällä hetkellä arviolta vain noin 40 prosenttia näistä asteroideista on havaittu.

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.