Rengasmainen auringonpimennys

Auringonpimennyksen näkyvyysalue sijoittuu eteläiselle
pallonpuoliskolle. Kuva © Kari A. Kuure.

Sunnuntaina 26.2.2017 nähdään rengasmainen auringonpimennys. Näkyvyysalue sijoittuu eteläiselle pallonpuoliskolle, jossa pimennys alkaa kello 15.15 Suomen aikaa eteläisellä Tyynellämerellä. Näkyvyysalue siirtyy Etelä-Amerikan eteläkärjen pohjoispuolelta Atlantille jossa syvin pimennys nähdään kello 16.58. Syvimmän pimennyksen aikaan 99 % Auringon pinnasta on peittynyt Kuun taakse. Tämän jälkeen pimennysalue siirtyy kohti Afrikkaa, jossa pimennys päättyy kello 18.31 Suomen aikaa Lobiton kaupungin kaakkoispuolella Angolassa.

Pimennys on tyypiltään rengasmainen, se tarkoittaa sitä, että kun Kuu on keskeisesti Auringon suhteen, se ei peitä Aurinkoa täydellisesti vaan kapea rengas Auringon kirkasta reunaa jää näkyville. Tämä johtuu siitä, että Kuu on hieman liian kaukana (378 000 km) jotta täysvarjo ulottuisin maanpinnalle asti. Tilanne ei ole mitenkään harvinainen, sillä ainakin 1 /3 kaikista auringonpimennyksistä on tätä tyyppiä ja täydellisistä pimennyksistä osa on rengasmainen joko pimennyksen alussa tai lopussa.

Alla ainimaato pimennyksen kulusta suurimman pimennyksen alueelta nähtynä.

Missä ovat Etelämantereen rautameteoriitit?

Etelämantereen Transarktiset vuoret
on erinomainen paikka löytää jäätikölle
pudonneita meteoriitteja.
Kuva Wikimedia Commons.

Kuten tunnettua, Etelämanner on loistava paikka etsiä meteoriitteja. Tutkijat tekevätkin vuosittain meteoriittien etsintäretkiä alueille joissa virtaava jää päätyy loukkuun vuorta vasten. Jääpeite ei kuitenkaan vanhennu vaan haihtuu ja samalla jäätikön mukanaan tuomat meteoriitit paljastuvat. Niitä on helppo poimia jäätiköltä.

Kun kerättyjä meteoriitteja on kertynyt nyt jo merkittäviä määriä^[1], on käynyt yhä selvemmäksi, että jotakin on vialla. Rautameteoriitit ovat selvästi aliedustettuja, sillä niitä on vain 0,7 % kun muualta kerätyistä meteoriiteista niitä on peräti 5,5 %. Missä ratameteorit ovat, miksi ne näyttävät katoavan.

Manchesterin yliopistossa työskentelevä matemaatikko, tutkija ja Etelämanner-retkikunnan johtaja Geoffrey Evat on kuitenkin mielestään löytänyt hyvän selityksen ilmiölle. Rautameteoriitit aivan samalla tavalla kuin kivisetkin pudottuaan Etelämantereen jäätikölle hautautuvat vuosisadoiksi tai tuhansiksi lumeen ja jäähän. Tänä aikana jäätikkövirta vie ne ablaatiovyökykkeelle^[2], jossa kiviset meteoriitit päätyvä jään pinnalle.

Rautameteoriitit lähestyvät pintaa jääpeitteen haihtuessa, mutta parisen kymmentä senttiä jään alla alkaa tapahtua. Rautameteorit

keräävät jään läpi Auringon lämpösäteilyä, lämpiävät ja sulattavat juuri sen verran jäätä altaan, että se korvaa jään haihtumisesta aiheutuneen nousun. Toisin sanoen, ratameteoriitit piilottelevat jäätikön pinnan alla. Tutkijoiden tarvitsee vain ottaa uudeksi työkalukseen metallinilmaisimet ja valtava määrä rautameteoriitteja odottaa noutajaansa.

Huomautukset

[1] Kaikista kerätyistä meteoriiteista 2/3 on peräisin Etelämantereelta.

Rautameteoriitissa näkyy ablaation
jäljet kuoppaisessa mutta muutoin
sileässä pinnassa.
Kuva Wikimedia Commons.

[2] Ablaatio on hieno termi sille, että jää haihtuu vesihöyryksi ilman, että jää sulaa vedeksi. Näin tapahtuu, vaikka lämpötila olisi miinuksella, kunhan ilma sen yläpuolella on riittävän kuivaa. Ja Etelämantereen olosuhteissa näin on.

Ablaatio tarkoittaa myös meteoroidin syöksyessä maapallon ilmakehään sen pinnan höyrystymistä kuuman, useiden tuhansien asteiden lämpötilaisen ilman kuumentaessa meteoroidin pintaa.

New Horizons teki lentoratatarkistuksen

New Horizons-luotaimen rata ja sijainti.
Kuva NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/
Southwest Research Institute.

NASAn New Horizons-luotain teki keskiviikkoiltana Suomenaikaa lentoradan tarkistuksen käyttämällä ohjausrakettejaan 44 sekunnin ajan. 

Nopeuden muutos oli 0,44 m/s ja sen jälkeen luotain päätyy seuraavien 23 kuukauden lennon jälkeen noin 10 000 km lähemmäksi seuraavaa Kuiperivyön kohdetta, joka on KBO 2014 MU69. Luotain ohittaa kuiperoidin tammikuun 1. päivänä vuonna 2019.

Korjaus tehtiin automaattisesti luotaimen tietokoneen ohjaamana ja siitä saatiin tieto vasta yli viisi tuntia myöhemmin, sillä luotaimen etäisyys Maasta on 5,6 miljardia kilometriä. Ratakorjaus oli ensimmäinen sitten syksyn 2015, jolloin tehtiin peräti neljä perättäistä korjausta.

Kuun pölyhiukkaset leijuvat pinnan yläpuolella

Leijuva pöly voi kohota korkeallekin
Kuun pinasta kuten tässä Clementime-
luotaimen ottamsta kuvasta näkyy.
Kuun horisontin takana oleva Aurinkoa
ei näy, mutta auringonvalo siroaa
leijuvista pölyhiukkasista.
Kuva NASA.

Pölyhiukkasten leijuminen Kuun pinnan yläpuolella on vähän käsitelty aihe julkisuudessa. Kyseessä on kuitenkin jo pitkään tunnettu ilmiö sillä ensimmäiset havainnot siitä tehtiin jo 1960-luvulla Kuuhun laskeutuneiden Surveyor-luotainten^[1] ottamista kuvista. Kuvissa näkyi auringonvalon siroaminen pinnan yläpuolella leijuvista pölyhiukkaspilvistä. Sama ilmiö havaittiin myös miehitetyillä Apollo-lennoilla 60 ja 70-lukujen vaihteessa.

Tutkijoiden työhypoteesi on ollut, että leijumisen saa aikaan sähkövaraus, joka syntyy uv-säteilyn vaikutuksesta. Tutkimuksia ilmiöstä on kuitenkin tehty hyvin vähän kunnes NASA’s Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI)^[2] tarttui aiheeseen ja teki kokeellisen tutkimuksen.

Mihaly Horanyi’n ^[3] johtama tutkimusryhmä havaitsi tyhjiössä suoritetussa kokeessa, että mikrokokoiset pölyhiukkaset todellakin pomppivat ja leijuvat näytteen yläpuolella, kun sitä pommitettiin uv-valolla tai plasmalla. Paras tulos saavutettiin kun näytteeseen kohdistettiin nämä molemmat sähkövarauksia tuottavat elementit. Kuun olosuhteissa leijuvat pölyhiukkaset voisivat kohota jopa 10 cm korkeuteen pinnasta.

Pölyhiukkasten leijuminen ei ainoastaan tapahdu Kuussa, vaan vastaavia ilmiöitä on havaittu monilla muillakin ilmattomilla taivaankappaleilla, esimerkiksi Saturnuksen renkaissa ja sen kuussa Atlaksella, asteroidi Eros’illa ja komeetta 67P:llä.

Kuvat koejärjestelystä, jossa pölynäytettä pommitetiin
uv-valolla, plasmalla ja näiden yhdistelmällä. Pälyhiukkaset
pommppivat näytteen yläpuolella. Kuva NASA.

Huomautukset

[1] Surveyor 5, 6 ja 7-luotaimet.

[2] Sijaitsee NASA’s Ames Research Center in Silicon Valley, California.

[3] University of Colorado in Boulder

Ei super- vaan punainen nova

Tähti KIC 9832227 sijaitsee Joutsenessa.
Kuva Calvin College.

Jos tähtitieteilijä ja professori Larry Molnar^[1] on oikeassa, tulemme viiden vuoden kulutta näkemään ja kokemaan yhden harvinaisimmista tapahtumista tähtitaivaalla. Kyseinen tapahtuma tunnetaan nimellä punainen nova (Red Nova) tai kirkas punainen nova (LRN) ja niitä on aikaisemmin havaittu alle kymmenen^[2] kertaa viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana. 

Molnarin havaitsema tähti on luettelotunnukseltaan KIC 9832227^[3], ja sitä on tutkittu intensiivisesti vuodesta 2013 lähtien. Kyseinen tähti sijaitsee Joutsenen tähdistössä ja sen etäisyys meistä on vain noin 1800 valovuotta. Tällä hetkellä tähti on kirkkaudeltaan Mv=12,27–12,46, joten sen kirkkaus vaihtelee noin 11 tunnin^[4] jaksoissa.

Tähden kirkkauden vaihtelu on ollut tiedossa jo pitempään^[6], mutta sen alkuperää ei ole tunnettu. Hyvin monien tähtien kirkkaudessa tapahtuu muutoksia, jopa hyvin lyhytkestoisissa jaksoissa, joten epäselvyys kirkkauden vaihtelun luonteesta on ollut ymmärrettävää. Larry Molnar kuitenkin onnistui osoittamaan vuonna 2015, että kyseinen tähti on kaksoistähti, jonka komponenttien kaasukehät ovat kosketuksessa toisiinsa (contact binary).

Professori Larry Molnar.
Kuva Calvin College.

Molnarin tutkimusryhmä onnistui myös osoittamaan, että kaksoistähden kiertoaika toistensa suhteen on kiihtymässä^[7]. Tämä tarkoittaa sitä, että tähden komponetit kiertäessään toistensa ympäri menettävät energiaa gravitaatioaaltoina ja dynaamisen kitkan vaikutuksesta. Komponetit siis lähestyvät toisiaan ja tulevat lopulta törmäämään. Molnar laski törmäyksen tapahtuvan noin viiden vuoden kuluttua! Aivan tarkkaa päivämäärää laskelmasta ei saada, mutta tarkkuus on suunnilleen yksi vuosi jompaankumpaan suuntaan.

Törmäys tulee aiheuttamaan tähden kirkastumisen ainakin 600 000-kertaiseksi verratuna Auringon absoluuttiseen kirkkauteen[5]. Tämä merkitsee sitä, että tähti näkyisi kirkkaampana yksikään muu tähti tähtitaivaalla ja jopa Jupiteria kirkkaampana. Luultavasti se näkyy helposti paljain silmin jopa päivän aikana.

Meille Suomessa tähden suuri kirkkaus on hyvä uutinen, sillä tähti on sirkumpolaarinen, eli se ei laske horisontin alapuolelle koskaan. Jos kirkastuminen on laskelman mukainen, niin silloin se on paljain silmin havaittavissa vaikka kirkastuminen tapahtuisi kesäaikana. Tosin hienointa olisi tietysti havaita sitä syyspimeinä öinä, jolloin se on korkealla eteläisellä taivaalla.

Video V838 Mon tähden punaisesta novasta. Video ESA.

Itse kirkastuminen tapahtuu hyvin nopeasti, vain muutamassa minuutissa, vaikka huippukirkkauden tähti saanee vasta muutaman vuorokauden kuluttua. Huippukirkkaus saavutetaan (kuten supernovilla) vasta sitten kun avaruuteen sinkoutuva kaasupilvi on saavuttanut jo kohtalaisen koon ja itse tähti on vielä hyvin kuuma ja kirkas. Kirkkainta vaihetta seuraa hitaampi, kuukausia kestävä kirkkauden menetys ja lopulliseen himmeään tilaansa tähti asettuu vasta ehkä vuosikymmenien kuluttua.

Tutkimuksen kannalta tieto punaisesta novasta on hyvin mielenkiintoinen. Aikaisemmin havaitut punaiset novat ovat olleet kaukana ja ne ovat ilmaantuneet kaukoputkien kuvakenttiin yllättäen, joten tutkijat ovat pystyneet tekemään havaintoja vasta tapahtuman jälkeen. Nyt on ainutkertainen tilaisuus tehdä havaintoja myös niistä ilmiöistä joita tapahtuu ennen kuin tähdet törmäävät toisiinsa. Havaintojen tarkkuutta tietysti lisää se, että tähti on kosmisessa mittakaavassa hyvin lähellä, vain noin 1800 valovuoden etäisyydellä, joten etäisyyttä kuvaisin siten, että se tapahtuu aivan kotimme takapihalla.

Huomautukset

[1] Calvin College in Grand Rapids, Michigan, USA).

[2] M31 RV Andromedan galaksissa vuonna 1988, V4332 Jousimiehessä vuonna 1994, V838 Yksisarvisessa vuonna 2002, M85 OT2006-1 Messier 85 galaksissa vuonna 2006 (julkaistiin 23.5.2007 Naturessa), V1309 Scorpii Skorpionissa vuonna 2008, kirkas punainen nova Andromedan galaksissa tammikuussa vuonna 2015 ja kirkas punainen nova Kärrynpyörä galaksissa helmikuun 10. 20015.

[3] tähti tunnetaan myös tunnuksilla 2MASS J19291594+4637198, ASAS J192916+4637.3, GSC 03543-01211, ja sen koordinaatit ovat RA 19 29 15.948 DEC +46 37 19.89.

[4] Jakson pituus on 0,457970 vrk.

[5] Auringon absoluuttinen kirkkaus on Mv= 4,8 ja näkyisi 1800 valovuoden etäisyydeltä noin Mv=13,5 kirkkaudella.

[6] Tähti on luokiteltu W UMa-tyyppiseksi pimennysmuuttujaksi.

[7] Pimentymishavainnot jo vuodesta 1999 alkaen.



Video V838 Mon

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Evolution_of_the_light_echo_around_V838_Monocerotis_%28Heic0617a%29.ogv