Dawn

Kääpiöplaneetta Cereksen pinta muuttuu: pinnan alta purkautuu ainesta

To, 03/15/2018 - 22:18 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF

Tutkijat ovat todistaneet kuinka Cereksen pinnan alta purkautuu sekä vettä että soodaista vettä. Pieni kääpiöplaneetta on osoittautunut aktiivisemmaksi maailmaksi kuin aiemmin osattiin kuvitellakaan.

Kaksi tuoretta tutkimusta osoittaa, kuinka sisemmän aurinkokunnan ainoa kääpiöplaneetta Ceres muuttuu koko ajan. Löydöt julkaistiin 14.3.2018 Science Advances -tiedelehdessä.

Toinen tutkimuksista keskittyy suoriin havaintoihin. Tutkijat tarkastelivat siinä 12-kilometrisen Juling-kraatterin (otsikkokuvassa) jyrkkien reunamien varjoisia rinteitä. He huomasivat, kuinka reunavallia peittävän jään määrä kasvoi aikaa myöten. Muutokset tapahtuivat vain muutaman kuukauden aikana.

Kyse on ensimmäisestä kerrasta, kun kääpiöplaneetalla on huomattu tapahtuneen muutoksia kahden kuvan oton välillä. Löytö tehtiin Dawn-luotaimen visuaalisen ja lähi-infran aluella toimivalla VIR-spektrometrillä.

Juling-kraatterin koillisreuna on lähes ikuisessa varjossa. Pohjan muodot taas kertovat jäätikkömäisistä virtauksista.

Löytö on monessa suhteessa outo, sillä vesijää ei ole stabiilia Cereksen pinnalla. Se kyllä säilyy parhaiten juuri varjoisilla ja kylmillä rinteillä, mutta silloinkin se sublimoituu suoraan höyryksi. Jään lisääntymistä voi siis tapahtua vain, jos sitä purkautuu jostain lisää.

Tutkijoiden mukaan syy lienee Cereksen kierrossa Auringon ympäri. Kun pallon pinta lämpenee, sen alta alkaa purkautua vesihöyryä, joka sitten kondensoituu läheisen kraatterin kylmälle rinteelle. Myös lämmityksen mahdollisesti aiheuttamat maanvyöryt saattavat paljastaa lisää tuoretta jäätä.

Vaikka Juling-kraatteri sijaitsee syvällä Cereksen eteläisellä pallonpuoliskolla (noin Australian pääkaupungin leveysasteilla), ei Aurinko nouse kesäisin lämmittämään sen rinteitä juuri talvea paremmin. Kääpiöplaneetan akseli ei nimittäin ole juurikaan kallistunut sen kiertorataan nähden.

Pintaa lämmittävä säteilyannos kuitenkin vaihtelee vuoden mittaan roimasti, koska Aurinko on joskus lähellä (2,56 AU) ja toisinaan kaukana (2,98 AU). Tuo huima 63 miljoonaa kilometrin erotus on paljon suurempi kuin esimerkiksi lyhin matka Marsista Maahan.

(Jo ennen Dawn-luotaimen saapumista vaikutti varmalta, että Cereksen syvyyksistä näyttäisi purkautuvan vettä.)

Toisessa tuoreessa tutkimuksessa perehdyttiin viitteellisempiin todisteisiin muutoksista, mutta sen vaikutukset ovat kauaskantoisempia. Sen mukaan pinnan alta on paljastunut tavaraa geologisessa lähimenneisyydessä.

Jo aiemmin Cerekseltä on löydetty natriumkarbonaattia eli soodaa (Na2CO3, joka eri aine kuin ruokasooda NaHCO3). Kääpiöplaneetan kiehtovat kirkkaat pisteet muodostuvat suurelta osin juuri tästä tavarasta.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkittiin useita paikkoja, joista löytyy soodan hydraatteja. Nämä ovat soodan kidemuotoja, joissa on mukana jonkin verran, joskus paljonkin, vettä. Ne ovat evaporiitteja, joita syntyy vain, kun suolaisesta vedestä haihtuu neste pois ja loppu kiteytyy.

Kuva: Carotto et al. 2018
10-kilometrisen Oxo-kraatterin reunoilta löytyy niin soodaa, sen hydraatteja, kuin vesijäätäkin (Carrozzo et al.).

Tällaiset esiintymät tutkijoiden mukaan häviäisivät vesijään tapaan sublimoitumalla muutamassa miljoonassa vuodessa. Tämä osoittaa, että aineksen on täytynyt ilmaantua pinnalle geologisesti varsin äskettäin.

Soodan hydraatteja tunnetaan nyt vain kahdelta taivaankappaleelta: Cerekseltä ja Maasta. Meillä näistä hydraateista tunnetuin lienee jo antiikin aikana paljon käytetty natron (Na2CO3·10H2O), joka toimii mm. pesuaineena sekä veden pehmentäjänä. Sitä ja muitakin evaporiitteja löytyy kuivuneiden suolajärvien pohjilta.

Dawn-luotain on osoittanut Cereksen pinnan eri alueilla olevan koostumukseltaan erittäin erilainen. Tutkijoiden mukaan vaihtelu on syntynyt joko törmäysten kaivaessa ja levittäessä syvemmältä peräisin olevaa ainetta pinnalle, kryovulkaanisina intruusioina jossa aines tunkeutuu hyvin syvältä pinnalle, tai ehkä jo alkumeren olemassaolon aikana.

Cereksen pinnan uskotaan syntyneen kun koko palloa peittänyt globaali meri jäätyi.

Kääpiöplaneetta on tämän lisäksi yhä aktiivisen ja dynaaminen maailma.

Asiasta kertoivat aiemmin mm. SpaceDaily ja Phys.org.

Lähteet: Raponi ja kumpp., Carrozzo ja kumpp.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/ASI/INAF sekä Carrozzo et al. 2018.

Cereksen kirkkaat pisteet tarkentuivat tappiin asti

Ke, 03/23/2016 - 15:55 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI / Jarmo Korteniemi

Cereksen kirkkaat pisteet alkavat vähitellen hahmottua. Uusista kuvista paljastuvat pinnanmuodot kertovat pinnan alta pursunneesta aineesta.

Cereksen kirkkaista pisteistä on julkaistu uusia kuvia. Optimoitu valotus näyttää nyt ensi kertaa kirkkaiden kohteiden pinnanmuotoja.  Aiemmissa kuvissa kohteet olivat joko liian pieniä tai ylivalottuneita. Uusien kuvien erotuskyky yltää 35 metriin kuvapistettä kohden. Cereksen pinnalla kurvaileva bussi tai näköalapaikalle rakennettu kesämökki saattaisivat siis erottua jo – vaikkeivät välttämättä kokonaista pikseliä täyttäisikään.

Tämän tarkempia kuvia Cereksen pinnalta ei näillä näkymin saada. Dawn-luotain on saavuttanut kääpiöplaneettaa lähimpänä olevan kartoitusratansa, ja sen lento lähestyy loppuaan.

Otsikkokuvassa uusi tarkka kuva on yhdistetty aiemmin otettuun väärävärikuvaan alueesta. Alla kirjoittajan hahmotelma kuvassa näkyvistä piirteistä.

 

Kuvasta erottuu kauniisti, kuinka lähes kaikki kirkkaat alueet ovat mittavan ja haarautuvan halkeamaverkoston varrella.

Laikuksi aiemmassa kartassa nimetty suurin ja kirkkain piste sijaitsee noin kymmenkilometrisen, halkeamien ja kielekkeiden ympäröimän kuopan sisällä. Laikun keskellä nousee 2–3 kilometrin levyinen kohouma, joka lienee kirkkaan materian lähde. Mikä se sitten on, onkin jo vaikeampi selvittää.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Yllä: Aiempi kartoitus antaa kontekstia kirkkaiden pisteiden sijainnille. Kuvien erot kertovat kirkkaiden pisteiden kenties muuttuvan varsin nopeasti.

 

Laikun kuoppa ei missään nimessä vaikuta törmäyskraatterilta. Siltä puuttuvat sekä reunavalli (vaikka sellaisen osia voikin halutessaan kuvassa nähdä) että heittelekenttä, eikä kraattereiden reunoja yleensä kierrä halkeamaverkostoakaan. Kuoppa lienee 92-kilometrisen Occator-emokraatterin keskuskuoppa, ja seurausta juuri tuosta törmäyksestä - vastaavia keskuskuoppia löytyy muiltakin taivaankappaleilta. Kun vielä oikealla näkyvät pienemmätkin kirkkaat pisteet sijoittuvat halkeamien varrelle, käy selväksi, että sisäsyntyinen prosessi selittää piirteet parhaiten. Jotain on pursunnut Cereksen pinnan alta.

Materian pursuttamiseksi pinnalle tarvitaan painetta. Maapallon tulivuorissa paine tulee alhaalta, kuuman materian vaatiessa lisää elintilaa, suoladoomeissa (jotka tosin eivät pinnalle asti yleensä tursua) syynä taas on päällä lojuvan kerroksen kasvanut tiheys. Mutatulivuoret ovat edellisten prosessien yhdistelmiä. Pingot ja palsat taas paisuvat maan alla kasvavan jääsydämen ansiosta.

Cereksen kirkkaiden pisteiden materia on hyvin suolapitoista – eivät kuitenkaan natriumkloridia vaan magnesiumsulfaattia. Kun tieto yhdistetään muutaman vuoden takaisiin ja nyt varmistettuihin löytöihin kääpiöplaneetan moninaisista vesiprosesseista, kuva alkaa selkiytyä. Luultavasti Laikku ja sen pienet serkut ovat jonkinlaisen meikäläisittäin ajateltuna varsin eksoottisemman tulivuoritoiminnan aikaansaamia. Suolaista vettä, vetistä suolaa, ja kenties koko systeemiä ajaa Occatorin varsin tuoreen kraatterin indusoima lämpö. Laikun keskiosat vaikuttavat myös olevan tiheämpää materiaalia kuin ympäröivä seutu.

Tai sitten ne ovat jotain hieman muuta. Vaikka kirkkaat pisteet siis erottuvatkin jo varsin selvästi, alkuperä jää vielä vähäksi aikaa hämärän peittoon.

Suomessa uusista kuvista kertoi ensimmäisenä Helsingin Sanomat.

Kirjoittaja on luotainkuvien analyysointiin erikoistunut planeettageologi.

Päivitys 23.3.2016 klo 20.00: Otsikkoa muutettu.
Päivitys 23.3.2016 klo 22.00: Selvennetty ensimmäistä leipätekstikappaletta.

Päivitys 24.3.2016 klo 17.30: Lisätty linkki Helsingin Sanomien juttuun.

Kaikki kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI / Jarmo Korteniemi

Kääpiöplaneetta Cereksen pinnalla kohoaa outo vuori

Ma, 03/07/2016 - 20:57 Markus Hotakainen
Ahuna Mons

Vuosi ja yksi päivä sitten Dawn-luotain asettui Cerestä kiertävälle radalle. Siirryttyään vähitellen yhä matalammalle radalle luotain on välittänyt kääpiöplaneetan pinnanmuodoista yhä tarkempia ja kiehtovampia kuvia.

Yksi arvoituksellisimmista yksityiskohdista on Ahuna Mons, yksinäinen vuori, joka erottui jo 46 000 kilometrin etäisyydeltä otetuissa kuvissa, kun Dawn-luotain oli vasta lähestymässä Cerestä. 

Tuoreimmat, viime joulukuulta otetut kuvat ovat 120 kertaa lähempää eli alle 400 kilometrin etäisyydeltä. Kuvien erotuskyky on noin 35 metriä pikseliä kohti.

Vuoren korkeus on keskimäärin neljä kilometriä, mutta jyrkimmän rinteen puolella huippu kohoaa noin viiteen kilometriin. Vuorella on läpimittaa noin 20 kilometriä. Rinteitä  peittää osittain vaalea materia, joka näyttää valuneen alaspäin.

 

 

"Kukaan ei odottanut Cereksestä löytyvän vuorta, ei etenkään Ahuna Monsin kaltaista", toteaa Chris Russell, luotainlennon päätutkija. "Meillä ei edelleenkään ole kunnollista käsitystä siitä, miten se on syntynyt."

Cereksen tunnetuimmassa kraatterissa Occatorissa on tunnetusti hyvin vaaleita läikkiä, jotka ovat mitä ilmeisimmin suolapitoista ainetta. Tutkijat eivät vielä osaa sanoa, onko Ahuna Monsin rinteitä peittävä aine koostumukseltaan samanlaista.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Cereksen mystinen pilkku paljastettu

To, 12/10/2015 - 13:06 Jari Mäkinen
Ceres ja sen kirkas pilkku

Kääpiöplaneetta Ceres ja sen kummalliset kirkkaat alueet saavat viimein selityksen: DAWN-luotaimen tutkijaryhmän tekemässä ja Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa kerrotaan, että syynä on magnesiumsulfaatti, karvassuola, eli magnesiumin, rikin ja hapen yhdiste (MgSO4).

DAWN on saavuttanut nyt pitkään alaspäin hivuttauduttuaan lopullisen kiertoratansa 385 kilometrin korkeudella Cereksen pinnasta ja ottaa nyt kuvia, joiden tarkkuus on parhaimmillaan 35 metriä pikseliltä. Lisäksi luotain tekee mittauksia ja muita havaintoja.

Luotaimen lähettämien kuvien mukaan kääpiöplaneetan pinnalla on yli 130 tällaista kirkasta aluetta, joista suurin ja kiinnostavin on Occator-nimisen kraatterin sisällä. 

Monissa paikoin näyttää siltä, että suolainen pinta on paljastunut vesijään sublimoiduttua pois pinnalta. Asteroidien ja muiden törmääjien iskut ovat myös saaneet pinnan alla olevaa suolaista ainesta paljastumaan. Osa tästä on suolan ryydittämää jäätä.

Noin 90 kilometriä halkaisijaltaan olevan Occator-kraatterin sisällä olevat kirkkaat läikät ovat kaikkein suurimmat ja näyttävimmät suolapaljastumat. 

Ne heijastavat parhaimmillaan noin 50% niihin osuvasta valosta.

Kraatterin keskellä oleva noin 10 kilometriä kooltaan oleva ja noin 500 metriä syvä painautuma on lähes kokonaan kirkkaan aineen peittämä. Siinä on tummia halkeamia ja aivan keskellä noin 500 metriä korkea kohoutuma, kuten yleensä kraattereissa on.

Tutkijat olettavat, että Occator on eräs tuoreimmista piirteistä Cereksen pinnalla; sen ikä olisi noin 78 miljoonaa vuotta.

Joissain kuvissa Occatorin päällä on havaittavissa heikkoa usvaa (kuva yllä), mikä on todennäköisesti pinnan alta tulevaa vesihöyryä. Viime vuonna eräinä viimeisinä havaintoinaan ESAn Herschel-avaruusteleskooppi löysi myös vesihöyryä Cereksen ympäriltä, mikä sopii hyvin tähän teoriaan.

Usva on selvimmin havaittavissa Auringon paistaessa alueelle suoraan yläpuolelta, kun taas “aamulla” ja “illalla” (Cereksen pinnalta katsottuna) sitä ei ole havaittavissa lainkaan.

Nähtävästi Ceres käyttäytyy vähän kuin komeetta, joilta on havaittu samankaltaista kaasuuntumista. Vesihöyryn mukana ylös pinnalta nousee myös muita kaasuja, pölyä ja pieniä hitusia.

Ammoniakkia! Hiiltä!

Suolapitoisten alueiden lisäksi tutkijat ovat havainneet Cereksen pinnalta ammoniakkipitoisia kerrostumia. 

Näiden ammoniakkia sisältävien mineraalien löytyminen antaa viitteitä siitä, että Ceres ei välttämättä olekaan kotoisin Marsin ja Jupiterin välissä olevalta asteroidivyöhykkeeltä – tai kappaleesta, joka todennäköisesti aikanaan on hajonnut siellä palasiksi – vaan olisi syntynyt Aurinkokunnan ulko-osissa.

Tai sitten siihen on päätynyt ainetta, joka olisi peräisin Neptunuksen luota, missä on havaittu samankaltaista typpipitoista jäätä (ammoniakissa NH3 on typpeä ja vetyä).

Spektrihavaintojen perusteella Cereksen ja hiilikondriittien, hiilipitoisten meteoriittien, koostumukset näyttävät olevan hyvin samanlaisia. Tosin havainnoissa on yksi olennainen ero: Ceres pitää sisällään on jopa 30% vettä.

Tässäkin tapauksessa on mahdollista, että kivisen ytimen päälle on ajan kuluessa kerääntynyt vesijäätä esimerkiksi siihen törmänneistä komeetoista.

Kummatkin havainnot osoittavat jälleen kerran sen, että raja komeettojen ja asteroidien välillä on erittäin häilyvä.

Tagit

Cereksen ihmeläikät ovat suolaa – ja niiden alla voi olla yllätys

Ke, 10/07/2015 - 17:38 Jari Mäkinen
Occator-kraatteri 3D-mallinnettuna

Tieteellä on se ikävä piirre, että se selvittää mysteerejä. Niin nytkin: kääpiöplaneetta Cereksen pinnalla kraatterin sisällä olevat omituiset valot eivät ole alienien lukulamppuja tai jotain muuta ihmeellistä.

Mutta samalla vastaus yhteen kysymykseen tuo eteen monta uutta ongelmaa, ja nytkin Occatoriksi kutsutun kraatterin kirkkaiden pisteiden takaa saattaa löytyä jotain todella jännää – paljon kummallisempaa kuin oli ajateltukaan.

Jäätä vai suolaa?

Pitkään tutkijoilla on ollut tarjottavana kaksi todennäköistä selitystä näille kirkkaille pisteille, joita itse asiassa on pinnalla muuallakin.

Niiden arveltiin olevan joko jäätä tai suolaa, joka pilkistää pinnan alta ja heijastaa valoa ympäristöään paremmin.

Nämä kirkkaat alueet havaittiin ensimmäisen kerran keväällä, kun NASAn Dawn-avaruusluotain lähestyi Cerestä. Kesän aikana luotain on hivuttautunut lähemmäksi ja nyt se kiertää kääpiöplaneettaa enää noin 1500 km:n korkeudella olevalla radalla. Parhaillaan luotain on muuttamassa rataansa vielä alemmas ja pian etäisyyttä on enää noin 375 kilometeriä.

Ensimmäinen teoria kirkkaista laikuista oli jää, mutta nyttemmin tehdyissä havainnoissa on huomattu heijastuvan valon aallonpituuksien olevan sellaisia, ettei jää olekaan todennäköinen selitys.

Sen sijaan hyvin suolapitoinen pinta-aines on. Tämä kävi ilmi syyskuun lopussa olleessa Eurooppalaisessa planeettetiedekongressissa, missä Dawnin tiedejohtaja Chris Russell piti esitelmän. Hänen mukaansa on todennäköistä, että kirkkaat läikät ovat suolakerääntymiä, mutta “emme osaa vielä sanoa tarkasti minkätyyppistä suolaa ne ovat”.

Luento on nyt julkaistu YouTubessa ja se on myös jutun lopussa.

Onko Cereksellä pinnanalainen meri?

Jää oli hyvä teoria aluksi, koska Cereksen oletetaan pitävän sisällään runsaasti vesijäätä. Sitä voi olla siellä jopa enemmän kuin maapallolla on suolatonta vettä yhteensä.

Yleensä jää kuitenkin heijastaa erittäin hyvin valoa, lähes kaiken siihen osuvan säteilyn, mutta Cereksen täplät heijastavat “vain” noin 40%. 

Suola on itse asiassa jäätä jännempi vaihtoehto, sillä tässä tapauksessa Ceres olisi mahdollisesti yhä edelleen aktiivinen. Sen pinnalla siis tapahtuu muutoksia; kenties suolaa tihkuu sisustasta jatkuvasti pinnalle.

Marsin pinnalla on myös suolaisia alueita, ja siellä on myös nestemäistä, hyvin suolaista vettä pinnalla. Kenties juuri nytkin. Voisiko samoin olla Cereksen pinnalla?

Vesi on todennäköisesti jotenkin osa kokonaiskuvaa, sillä kuten Marsissa, myös Cereksellä suolat voivat olla syntyneet veden ja kiviaineksen ollessa yhdessä. 

Voisi myös ajatella, että Cereksen pinnan alla on osittain nestemäinen meri, mistä suola olisi peräisin. Ja jos pinnan alla on nestemäistä vettä, voisi siellä olla mahdollisesti myös elämää.

Tässä tapauksessa siis mysteerin vastaus saakin aikaan koko joukon yhä jännittävämpiä kysymyksiä…

Tagit

Tässä ovat Cereksen oudot valot

Ke, 09/30/2015 - 23:44 Jari Mäkinen
Occator-kraatteri

Ceres-kääpiöplaneettaa kiertävän Dawn-luotaimen tutkijaryhmä esitteli tänään uusia kuvia, joissa näkyy myös yhä vain tarkemmin ja paremmin myös hämmästystä herättäneet kirkkaat pisteet kraatterin sisällä.

Valitettavasti vain uudetkaan kuvat eivät vielä paljasta pisteiden salaisuutta: Occatoriksi nimetty kraatteri sisuksineen näkyy kyllä paremmin, kuten myös kirkkaat laikut sen sisällä, mutta mistä paikoitellen kirkastuminen johtuu, on edelleen epävarmaa.

Teorioita toki, on ja niistä johtava – ja yhä enemmän todennäköinen – on jää. Kirkkailla alueilla on pinnalle pilkistävää vesijäätä, joka heijastaa voimakkaasti valoa, ja etenkin sopivasti valotetuissa ja käsitellyissä kuvissa laikut hohtavat huomiota herättävän kirkkaina. Tosin ne ovat kirkkaita juuri siksi, että niiden paremman tutkimisen vuoksi ne on näin saatu näyttämään kirkkailta.

Dawn-luotain kiertää parhaillaan Cerestä noin 1500 kilometrin etäisyydellä olevalla radalla ja alkaa nyt lokakuussa hivuttautua vieläkin lähemmäksi. Joulukuussa luotaimen on tarkoitus olla enää 375 kilometrin korkeudessa kääpiöplaneetan pinnasta, joten tiedossa on lähiaikoina kuvia ja mittaustietoja, jotka varmasti paljastavat kirkkaiden pisteiden olemuksen. Salaisuuden aika on siis pian ohitse.

Occator-kraatteri kirkkaine läikkineen ei kuitenkaan ole ainoa Cereksen pinnan kiinnostava kohde.

Nyt julkistetuissa koko Cereksen pinnan kattavissa topografisissa (korkeuden näyttävissä) kartoissa on kaikkiaan 12 jännittävää kohdetta, joille on annettu nyt myös nimet. Alla olevassa kartassa olevat nimet on otettu kaikki eri maiden ja kulttuurien maatalouteen liittyvistä juhlista ja merkkipäivistä, sillä Rooman mytologiassa Ceres oli maanviljelyn ja viljavuuden jumalatar.

Kerroimme tarkemmin Cereksen pinnan nimistöstä aiemmassa jutussamme.

Yllä oleva kuva on aiemmassa jutussa olleeseen karttaan verrattuna tarkempi ja siinä on samaan tapaan paikannimien lisäksi väreinä tieto Cereksen pinnan korkeuseroista: sinisimmät alueet ovat noin 7,5 km keskiarvoa matalammalla ja punaiset alueet ovat noin 7,5 km korkeammalla. Valkoinen ilmaisee kaikkein korkeimpia paikkoja, mutta vaaleita ovat myös Occatorin kirkkaat pisteet, jotka ovat oikeasti vihreällä merkityllä koskeusalueella. Otsikkokuva on tästä suurennettu ja 3D-muokattu yksityiskohta.

Cereksen pinnan koostumuskartta

Toisessa kartassa (yllä) näkyy puolestaan pinnan koostumuksessa olevat erot. Eroavaisuudet ovat huomattavasti pienempiä kuin Vesta-kääpiöplaneetalla, jota Dawn tutki ennen Cerestä, mutta toisaalta Cereksen pinnalla on kiinnostavan paljon erikoisia kohteita – kuten neljä kilometriä korkea pyramidin muotoinen vuori sekä kirkkaat pisteet, joita on muuallakin kuin Occator-kraatterissa.

Kuvassa on yhdistettynä infrapunaisella (920 nanometriä), punaisella (750 nanometriä) ja sinisellä (440 nm) suotimella otettuja kuvia, jotka on vääräväritetty siten, että punainen väri osoittaa infrapunaisessa kirkkaita alueita, sininen lyhyempiä valon aallonpituuksia hyvin heijastavia alueita ja vihertävä näyttää paikat, jotka yleisesti ottaen heijastavat hyvin valoa. 

Värit ovat siis kaikkea muuta kuin luonnollisia, mutta ne näyttävät hyvin pinnan värissä olevat pienet eroavaisuudet sekä auttavat päättelemään millaisia mineraaleja ja muita aineita kullakin alueella Cereksen pinnalla on. Lisäksi tiedosta voidaan päätellä pinnan ikää.

Kartoitusta tehtäessä luotaimen Cereksen pinnasta tulevaa gammasäteilyä ja sinkoavia neutroneita havaitseva spektrometri havaitsi kolmasti omituisia piikkejä varattujen elektronien määrässä. Se viestii siitä, että havaintopaikalla pinnan sähköjännitys oli normaalia korkeampi. 

Kuussa ilmiö on tuttu: aurinkotuulessa olevat varatut hiukkaset törmäävät suoraan ilmattoman Kuun pintaan ja saavat sopivissa olosuhteissa pinta-aineen varautumaan. Silloin sähköisesti varautunutta pölyä saattaa nousta jopa leijumaan pinnan päälle.

Ceresin tapauksessa tilanne voi olla sama, mutta elektronipiikit voivat viestiä myös laajemmin Cereksen sisäisestä rakenteesta ja sen magneettikentän olemuksesta. Magneettikenttä puolestaan  vaikuttaa kuvaan siitä, millainen on Cereksen sisusta.

Tästäkin taatusti keskustellaan tällä viikolla Ranskan Nantesissa pidettävässä Euroopan planeettatiedekonferenssissa, johon liittyen kartat julkistettiin tänään.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Tagit

Cereksen kirkkaista pisteistä erottuu jotain ... todella outoa

To, 09/10/2015 - 12:14 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Cereksen pinnalta huomattiin jo Dawn-luotaimen varhaisissa kuvissa useita selittämättömiä kirkkaita alueita. Vastikään pari niistä saatiin kuvattua entistä tarkemmin (katso eilinen juttumme aiheesta). Tässä jutussa katsotaan, mitä siellä tarkalleen näkyy.

Kuvaa hallitsee 92-kilometrinen törmäyskraatteri nimeltään Occator. Se on varsin tyypillinen kompleksinen kraatteri, joka ei enää pienten kraatterien tavoin ole maljamainen. Sen pohja on jokseenkin tasainen, reunat ovat laajalta alueelta romahtaneet terasseiksi, ja keskeltä löytyy jonkinmoinen kohouma. (Lisää Cereksen kraattereita voi muuten katsella Emily Lakdawallan blogista.)

Occatorin pohjalla on kaksi kirkasta läiskää. Jotta tiedämme missä mennään, ristimme kirkkaamman ja keskellä olevan tässä jutussa Laikuksi. Himmeämpi kohde koillisessa olkoon Suttu.

Mitä Laikku ja Suttu sitten ovat? Esitän alla muutaman valistuneen arvauksen niiden alkuperästä. Kirkkaus kuitenkin johtuu jokaisessa aivan samasta asiasta: jäästä (tai jostain suolaisesta jääliuoksesta). Kaikissa tuo tavara on peräisin pinnan alta.

Vaihtoehto 1: Törmäyskraattereita?

Aivan Laikun keskellä on lähes täydellisen pyöreä, kolmekilometrinen rinkula. Se voisi hyvin olla törmäyskraatteri (sellainen maljamainen), jolloin mutkikkaampi kirkas alue ympärillä olisi pinnalle lentänyttä jääpitoista tavaraa. Sutun taas voi nähdä rykelmänä pikkukraattereita, jotka syntyivät pääkappaleesta irronneiden palasten (tai ehkä vain sitä seuranneiden kuiden?) törmäyksissä.

Mutta suuremmillakin Cereksen kraattereilla on ympärillään jäinen heittelekenttä. Kuvia parista löytyy täältä. Vastaavia tuoretta jäätä paljastaneita törmäyksiä on löydetty useita esimerkiksi Marsista. Niissä kraattereiden läpimitta on tosin ollut paljon pienempi, yleensä vain kymmeniä metrejä.

Törmäysidea ei ole aivan ongelmaton. Laikku on tismalleen keskellä Occatoria. Vaikka tämä on tietysti mahdollista (törmäykset kun ovat satunnaisia), se on myös epätodennäköistä. Ja lisäksi Occatorin pohjan suuri halkeamamäärä johdattaa ajatukset toisaalle.

Vaihtoehto 2: Tulivuoria ja purkausaukkoja?

Occatorin oudoin piirre on suuri halkeamavyöhyke. Se lähtee viuhkamaisena eteläiseltä seinämältä ja ulottuu selvästi törmäysaltaan keskelle asti. Halkeamat kiertävät Laikkua samankeskisinä kaarina, lähes ympyröinä. Osa niistä kääntyy koilliseen, muuttuu epäselvemmiksi viivoiksi, ja päätyy keskelle Suttua. Sutun kirkkaat alueet vieläpä keskittyvät viivojen ympärille.

Yllä: Kuun Atlas-kraatterin pohjalla risteilee halkeamia. Paikoin halkeamat ovat toimineet myös purkauspaikkoina paikalliselle tulivuoritoiminnalle (tummat läiskät halkeamien varsilla). Kuva: Nasa/USGS

Laikku voisi hyvinkin olla (jää)tulivuoren purkausaukko. Se näyttää sellaiselta. Sitä kiertävät halkeamakaaret olisivat merkki pinnan vajoamisesta, joka johtui (jää)magmasäiliön tyhjenemisestä sen alla. Himmeämpi Suttukin saa kirkkautensa (jää)vulkanismista, mutta useiden pienempien purkausten aiheuttamana. Siellä purkauspaikkoina toimivat halkeamat, aivan kuten Kuussakin (tämä näkyy vaikkapa ylläolevasta kuvasta). Vaikka Kuussa purkausjäljet ovat yleensä ympäristöä tummempia, Ceresin olosuhteissa ympärille purskahtanut jäälaava näkyisi kuitenkin kirkkaana.

Mutta eihän asia tietenkään ole noinkaan yksiselitteinen. Halkeamat kertovat pinnan venymisestä ja repeämisestä. Occatorin halkeamaviuhka on outo ja epäselvä, eikä muistuta Marsin tai Kuun kraattereista löytyviä vulkaanisia tai tektonisia repeämiä. Syy voi olla yksinkertaisesti Ceresin erilaisissa aineissa. Tai sitten halkeamat eivät olekaan ihan täysin vulkaanista alkuperää.

Vaihtoehto 3: Jotain vähän sinnepäin mutta ei kuitenkaan?

Halkeamien järjestäytyminen viuhkaksi voi kertoa niiden seuraavan jotain jähmettynyttä valumaa, tai pinnanalaista salaojaputkiston tyylistä rakennetta. Silloin ne olisi helppo liittää Occatorin altaan syntyaikoihin, sen kuuman pohjamateriaalin virtaamiseen, jäähtymiseen ja jähmettymiseen. Kun ajatusta kehittää vielä eteenpäin, Laikulle ja Sutulle löytyykin tästä uusia syntyvaihtoehtoja. Ne voisivat olla Occatorin törmäyksen aiheuttamia. Voi olla, että kraatterin pohjan pinta jäähtyi, mutta alle jäi kuumaa ja kenties paineen alaista tavaraa. Tämä sitten lopulta purkautui Laikun (ja pienemmässä määrin Sutun) kautta pihalle. Halkeamat syntyivät alla olevan tavaran poistuttua.

Oli jää päässyt pinnalle millä mekanismilla tahansa, yksi asia on varma. Tapahtuma on geologisesti tuore, sillä jää ei liene edes Ceresin tienoilla pinnalla kauaa selviävä aine. (Vai suojaako jäätä ehkä sen suolaisuus?) Occatorin pohjalta ei näytä löytyvän montaakaan tuoreempaa kraatteria, joten ehkä Occatorin törmäys tapahtui varsin äskettäin, tuhansia tai miljoonia vuosia sitten? Tai ehkä altaan pohja uusiutuu ja on jollain tasolla yhä vieläkin geologisesti aktiivinen?

Laikku ja Suttu voivat olla sopivasti osuneiden törmäysten jälkiä, ja halkeamat vanhempia. Ehkä halkeamat jopa aktivoituivat uudelleen törmäyksen jälkeen? Ehkä halkeamien pohjois-etelä -pääsuunta kertoo vain jostain laajemmasta heikkousvyöhykkeestä, joka ei tässä kuvassa vain tule esille?

Paljon kysymyksiä. Mikä vaihtoehto (jos mikään) on oikea? Se riippuu piirteiden ikäsuhteista ja yksityiskohdista. Laikusta ja Sutusta täytyy siis saada vieläkin tarkempia kuvia ja muita mittauksia. Niitä on onneksi luvassa, sillä luotain kartoittaa kääpiöplaneettaa luultavasti ainakin tämän vuoden loppuun, todennäköisesti pidempään. Käytännössä siihen asti, että sen hydrasiinivarastot loppuvat.

Päivitys 11.9.: Korjattu Occator-kraatterin epäselvää kuvausta. Kyse on kompleksisesta kraatterista eikä törmäysaltaasta, kuten aiemmin saattoi ymmärtää. Ne ovat kaksi eri asiaa.

Otsikkokuva: Dawn-luotaimen ottama kuva Ceresin kirkkaista pisteistä ja kirjoittajan tekemä nopea hahmotelma alueesta. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / Jarmo Korteniemi

Kirjoittaja on planetologi, joka tutkinut niin törmäyskraattereita, tulivuoria kuin veden ja jäänkin toimintaa monilla planeetoilla. Tällä hetkellä tekeillä on kirja Suomen törmäyskraattereista.

Juuri nyt: uusia kuvia Cereksen kirkkaasta pisteestä

Ke, 09/09/2015 - 20:22 Jari Mäkinen
Lähikuva kirkkaista alueista

Ceres-kääpiöplaneetan pinnalla olevan kraatterin keskeltä löytyneet kummalliset kirkkaat pisteet ovat hämmästyttäneet aina siitä alkaen, kun Cerestä nyt kiertävä NASAn Dawn-luotain kuvasi ne kesällä kääpiöplaneettaa lähestyessään.

Nyt Dawn kiertää Cerestä varsin lähellä ja sen ottamat kuvat Occatoriksi nimetystä kraatterista ovat jo tarkkuudeltaan 140 metriä per pikseli. Nyt siis kuvista näkee jo jotain oikeasti kiinnostavaa.

Kuvissa ei ole varsinaisesti mitään uutta: yhden pisteen sijaan kyse on pisteiden rykelmästä, missä on keskellä yksi kirkas alue ja sen ympärillä muita, heikommin valoa heijastavia alueita. Päältä otetun, otsikkokuvanammekin olevan kuvan lisäksi alueesta on tehty 3D-mallinnus, joka on alla.

Ongelmana "tavallisissa" kuvissa on se, että ne ovat yleensä ylivalotettuja ja siksi pisteet näyttävät niissä suhteettoman kirkkailta. Joka tapauksessa kraatterin keskellä on selvästi muuta pintaa kirkkaampia (siis paremmin valoa heijastavia) alueita ja ne ovat erittäin kiinnostavia.

Tuoreimmat kuvat eivät ole tuoneet esiin uusia, yllättäviä teorioita alueiden alkuperästä. Ne ovat todennäköisimmin jäätä, jonka törmäys on paljastanut.

Tiedetuubin planeettageologi Jarmo Korteniemi sanoo pika-analyysissään, että todennäköisiä selityksiä on kaksi: "Joko törmäys, joka on paljastanut jäätä, tai kryovulkanismi, joka puskee jääainesta kääpiöplaneetan sisuksista ylös. Tai sitten tuon kuvassa näkyvän kraatterin, siis suuren pinnassa olevan kuopan, itsensä synnyttämä kryovulkanismi tai jokin sen sortin toiminta. Mutta silloin kraatterin pitäisi olla erittäin tuore. Puhuttaisiin enintään muutamasta miljoonasta vuodesta, tai ehkä jopa tuhansista. Eikä tuo kovin nuorelta näytä."

Vaikka uudet kuvat näyttävätkin siis alueen paremmin kuin aikaisemmin, ei näiden perusteella vielä voida sanoa lopullisesti varmaa selitystä kirkkaille pisteille. Mutta silti todennäköisin selitys on jo nyt jää.

Kuvissa näkyvän Occator-kraatterin reuna on noin kaksi kilometriä sen pohjaa korkeammalla. Dawn kiertää Cerestä parhaillaan noin 1500 kilometrin etäisyydellä, ja nyt saadut kuvat ovat karkeasti arvioiden kolme kertaa parempia kuin aiemmat, kesäkuussa otetut kuvat. Sen jälkeen luotain on muuttanut kiertorataansa ja tullut lähemmäksi kääpiöplaneettaa. Ensimmäiset kuvat kirkkaasta pisteestä saatiin keväällä huhtikuussa.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

(huom: Ceres-nimen taivutusmuotoja on muutettu jutussa kielitoimiston suosittelemiksi.)

Tagit

Dawn kuvaa Cerestä entistä tarkemmin

Ti, 08/25/2015 - 22:53 Markus Hotakainen
Cereksen vuori

Toistaiseksi yksityiskohtaisimmat kuvat Ceres-kääpiöplaneetasta on julkaistu vastikään. 19. elokuuta otetussa otsikkokuvassa on kartiomainen vuori, joka sijaitsee Cereksen eteläisellä pallonpuoliskolla. 

Vuorella on korkeutta noin kuusi kilometriä ja sen rinteillä on vaaleita raitoja. Ne eivät ilmeisesti ole ainakaan valumajälkiä, sillä vuoren juurelle ei ole kasautunut juurikaan irtonaista ainesta.

"Luotaimen kuvat ovat nyt kolme kertaa tarkempi< kuin aikaisemmalla kartoitusradalla, joten saamme nähdäksemme uusia, jännittäviä yksityiskohtia", iloitsee Marc Rayman, Dawn-luotainprojektin pääinsinööri.

Nykyisellä radallaan Dawn on 1 470 kilometriä etäisyydellä Cereksestä. Luotain kuvaa kääpiöplaneetan koko pinnan 11 vuorokaudessa, missä ajassa se tekee 14 kierrosta. Syys–lokakuun aikana Ceres tulee kartoitettua kokonaan kuuteen kertaan.

Samalla Dawn-luotain tekee näkyvän valon ja infrapuna-alueella toimivalla spektrometrillä havaintoja, joiden avulla tutkijat pystyvät selvittämään pinnan mineraalikoostumuksen. 

Cereksen painovoimakentästä tehtyjen mittausten avulla suunnitellaan luotaimen matka seuraavalle, kaikkein alimmalle kiertoradalle. Lokakuun lopulla Dawn alkaa taas vähitellen lähestyä Cerestä, kunnes radalla on korkeutta enää 375 kilometriä.

 

Toisessa, niin ikään elokuun 19. päivänä otetussa kuvassa on osa Urvara-nimisestä kraatterista, jonka läpimitta on 163 kilometriä. Urvara on Cereksen kolmanneksi suurin kraatteri. Kuvan vasemmassa alakulmassa näkyy vuorijono, joka on keskellä kraatteria. Nimensä kraatteri on saanut intialaiselta ja iranilaiselta kasvien ja peltojen jumalhahmolta. 

 

Dawn kuvasi 18. elokuuta Gaue-kraatteria, jolla on läpimittaa 84 kilometriä. Kraatterilla ei ole keskusvuorta vaan päinvastoin: sen keskus on painunut kuopalle. Gaue on saksalainen jumalatar, jolla annettiin uhrilahjoja rukiinkorjuun aikaan.

Kuvien erotuskyky on 140 metriä pikseliä kohti ja kukin niistä kattaa alle prosentin Cereksen pinnasta.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Tagit

Cerestä vähän nimiteltiin

Ti, 07/28/2015 - 20:00 Markus Hotakainen

Dawn-luotaimen välittämien tietojen pohjalta on laadittu uusi kartta kääpiöplaneetta Cereksen pinnanmuodoista. Värikoodatussa kartassa korkeimmat kohdat ovat punaisia, matalimmat – tai syvimmät – sinisiä. Korkeuserot ovat suurimmillaan jopa 15 kilometriä.

"Cereksen kraatterit ovat syvyytensä ja läpimittansa puolesta hyvin samanlaisia kuin Dionella ja Tethyksellä, kahdella Saturnuksen jäisellä kuulla. Ne ovat kooltaan ja tiheydeltään samaa luokkaa kuin Ceres. Pinnanmuodot viittaavat vahvasti kuorikerrokseen, jossa on runsaasti jäätä", päättelee Dawn-luotaimen tiederyhmään kuuluva Paul Schenk.

Uudessa kartassa on myös joidenkin kraattereiden nimiä, jotka Kansainvälinen tähtitieteen unioni IAU (International Astronomical Union) on virallistanut. Ne pohjautuvat maanviljelykseen liittyviin henkiolentoihin ja jumaliin eri kulttuureissa. 

Ehkä eniten kiinnostusta herättänyt kraatteri, jonka pohjalla on valkeita laikkuja, on nimeltään Occator. Sen läpimitta on 90 kilometriä ja syvyys noin neljä kilometriä. Occator oli antiikin Roomassa äestämisen jumala.

Pienempi kraatteri, jossa on vaalea laikku, on nyt nimeltään Haulani, joka on havaijilainen kasvien jumala. Haulanin läpimitta on noin 30 kilometriä. Dawn-luotaimen mittausten mukaan kraatteri on selvästi ympäristöään viileämpi.

Dantu-kraatteri on saanut nimensä ghanalaiselta maissinkylvön jumalalta. Sen läpimitta on 120 kilometriä ja syvyys viisi kilometriä. Ezinu on kooltaan suunnilleen samaa luokkaa. Se on nimetty sumerien viljan jumalan mukaan.

Vielä tuplasti isompia kraattereita ovat Kerwan, hopi-intiaanien maissin itämisen jumala, ja Yalode, afrikkalaisen Dahomeyn kuningaskunnan sadonkorjuuseen liittyvä jumalatar.

"Dantu ja Ezinu ovat hyvin syviä törmäyskraattereita, mutta paljon suuremmat Kerwan ja Yalode ovat matalampia. Se viittaa jään lisääntyvään liikehdintään kraatterin koon kasvun ja vanhemman iän myötä", selittää Ralf Jaumann, niin ikään Dawn-luotaimen tiedetiimin jäsen.

Lähes suoraan etelään Occatorista on Urvara-kraatteri, joka on saanut nimensä intialaisten ja irakilaisten kasvien ja peltojen jumalalta. Kraatteri on läpimitaltaan noin 160 kilometriä ja syvyydeltään kuusi kilometriä. Sen keskellä on vuori, jonka huippu kohoaa kolmen kilometrin korkeuteen.

Dawn-luotain on parhaillaan lähestymässä Cerestä ja suuntaamassa kohti kolmatta "tiederataansa", jolla sen etäisyys kääpiöplaneetan pinnasta on alle 1 500 kilometriä. Luotain asettuu uudelle radalle elokuun puolivälissä.

Cereksen uudesta kartasta ja nimistöstä kerrottiin JPL:n (Jet Propulsion Laboratory) nettisivulla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

 

 

Tagit