Dawn

Ceresin mystiset valopisteet paljastettu – niistä tulee kaasua

Ke, 07/22/2015 - 19:03 By Jari Mäkinen
Ceresin mystiset valopisteet

Ceresin pinnalla havaitut omalaatuiset kirkkaat pisteet ovat saamassa selityksen.

Ne eivät ole (yllätys, yllätys!) keinotekoisia valoja, vaikka sellainen ylivalotettuja kuvia katsellessa tulee helposti mieleen, vaan niillä on vähemmän yllättäen täysin luonnollinen selitys. Tai tässä vaiheessa vielä virallisesti pari varteenotettavaa teoriaa: joko ne ovat pinnan alla olevasta jäästä pilkistäviä kohtia tai esimerkiksi suolaa, joka heijastaa hyvin valoa. Nämä heitettiin ilmaan heti sen jälkeen, kun NASAn Dawn-luotain havaitsi nämä omalaatuisesti valoa heijastavat alueet Ceresin pinnalla.

Dawnilla on kameroiden lisäksi joko joukko muita tutkimuslaitteita, kuten esimerkiksi infrapunaspektrometri, joka voisi saada hyvinkin nopeasti tietoja pilkkujen alueella olevan maaston koostumuksesta, mutta toistaiseksi sillä ei ole voitu saada kunnolla havaintoja näistä alueista. Kuten aiemmin Vesta-asteroidia tutkittaessa, on spektrometrissä ollut nytkin jostain syystä toimintahäiriöitä, mikä on rajoittanut havaintojentekoa olennaisesti.

Kuten kerroimme viime viikolla, on Dawn siirtymässä parhaillaan lähemmäksi kääpiöplaneettaa ja elokuusta alkaen se pystyy analysoimaan paremmin myös pintaa. Sen lentokorkeus pinnasta tulee olemaan vain noin 1500 km.

Herschelin tekemät havainnotChristopher Russell, luotaimen päätutkija, kertoi tuoreimpia mietteitään pilkuista eilen NASAn Amesin tutkimuskeskuksessa pidetyssä kokouksessa, ja hän otti esiin vanhoja, eurooppalaisen Herschel-avaruusteleskoopin viime vuonna tekemiä havaintoja (ks. graafi oikealla). Niiden mukaan vähintään neljäsosa Ceresin massasta on vettä, eli Ceresissä olisi vettä olennaisesti enemmän kuin muissa havaituissa asteroideissa.

Lisäksi havaintojen mukaan Ceresin pinnalta purkautuu sen ympärille vesihöyryä, joka muodostaisi paikallisesti enemmän tai vähemmän ohuen kaasukehän Ceresin ympärille.

Tuoreiden Dawnin tekemien havaintojen mukaan kaikkein kirkkaimpien pisteiden kohdalla Ceresin pinnalla on kaasua. Nämä pisteet sijaitsevat kraatterissa, joka on nimetty epävirallisesti Occatoriksi.

Russelin mukaan Dawnin ottamissa kuvissa näkyy tietyistä kulmista katsottaessa selvästi sumumaista usvaa pisteiden yläpuolella, ja usvaa näyttää tulevan lisää aina säännöllisin väliajoin. Se peittää noin puolet kraatterista ja rajautuu selvästi korkeampien reunojen sisäpuolelle. 

Osa tutkijoista pitää edelleen suolapitoista, valoa heijastavaa materiaalia todennäköisempänä kirkkaiden pisteiden selityksenä, mutta nämä usvahavainnot yhdessä Herschelin tietojen kanssa viittaavat enemmän kiiltävään jäähän ja siihen, että se höyrystyy muodostaen kraatteriin usvamaisen paikallisen kaasukentän. Tämä osaltaan selittää pisteiden utuisuutta.

Ceresin pinnalla on muuallakin selvästi kirkkaita pisteitä, mutta Occatorin sisällä oleva rykelmä on suurin ja selvin.

Lisätietoja myös ”pyramidista”

Russell kertoi esityksessään myös muita alustavia tuloksia. Esimerkiksi Dawnin mittausten mukaan Ceres on hieman oletettua pienempi, ja sen vuoksi se on neljä prosenttia aiemmin laskettua tiheämpi. 

Ceresin pinnalla oleva pyramidin muotoinen vuori on noin viisi kilometriä korkea ja saattaa olla hyvinkin sukua Plutosta löytyneille vuorille. Vuori saattaa olla jäätä, joka puskee pinnalla olevan tummemman kiviaineksen läpi. 

Kenties nämä kaksi kääpiöplaneettaa paljastuvat muutenkin kaukaisiksi serkuksiksi keskenään. Aikaisemmin planeetaksi tituleerattu Pluto luokitellaan nyt kääpiöplaneetaksi, kun taas aiemmin vain asteroideista suurimpana tunnettu Ceres on nyt myös kääpiöplaneetta. 

Onkin erinomaisen kiinnostavaa saada tuoreita tietoja näistä molemmista juuri nyt samaan aikaan. Kun näihin yhdistetään vielä Rosetta-luotaimen tutkimukset omalaatuiseksi komeetaksi osoittautuneesta Churyumov-Gerasimenkosta, ei planeettakunnan tutkimusta voi sanoa nykyisin ainakaan tylsäksi!

Hyvin valoa heijastavia kohtia on joka puolella Ceresin pintaa, kuten tässä pohjoiselta pallonpuolelta otetussa kuvassa.

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

Samaan aikaan Cereksellä: lähikuva kirkkaasta pisteestä

La, 07/18/2015 - 10:17 By Jari Mäkinen
Ceresin pinnalla oleva vaaleahuippuinen vuori

Samalla kun avaruuslentoja seuraavan yleisön huomio on kiinnittynyt Plutoon, on NASAn Dawn-luotain tutkimassa toista kääpiöplaneettaa. Ceres on halkaisijaltaan vajaat puolet Plutosta, 975 km siinä missä Pluto on 2 370 km, mutta olennainen ero näiden kahden välillä on myös sijainti: Ceres kiertää Aurinkoa Marsin ja Jupiterin välissä, kun Pluto on aurinkokunnan ulkolaidalla.

Kuten kuvatkin osoittavat, ovat nämä kaksi maailmaa varsin erilaisia ja niiden historiat poikkeavat täysin toisistaan. Mutta niitä yhdistää kuitenkin yllätyksellisyys.

Pluto on aktiivisempi kuin arveltiin ja Ceresin pinnalta on havaittu omituisia kirkkaita pisteitä. Toistaiseksi kaikkein kuuluisimmista pisteistä Ceresin pinnalla olevan kraatterin sisältä ei ole saatu lähikuvia, mutta samankaltaisista pisteistä muualla on sen sijaan saatu parempia kuvia.

Yksi näistä kuvista on yllä: se otettiin jo 25. kesäkuuta noin 4400 kilometrin etäisyydeltä ja siinä näkyy 410 metriä kooltaan olevia yksityiskohtia.  Kuva näyttää selvästi, että alue, missä kirkas piste on havaittu, on vaaleahuippuinen vuori. Vuori on mahdollisesti kraatterin keskusvuori – yleensä niissä on sellainen, koska kraatterin synnyttäneen törmäyksen iskukohta nousee vähän ajan kuluttua ylöspäin – ja vuoren huippu olisi joko jotain valoa hyvin heijastavaa mineraalia tai jäätä. Tämän selvittämiseen tarvitaan vielä parempia kuvia ja mittauksia muilta instrumenteilta, jotka sondaavat pinnan koostumusta.

Parempia kuvia ja tarkempia tietoja on tulossa piankin, sillä Dawn on siirtymässä parhaillaan korkeammalta kiertoradalta matalammalle Ceresin ympärillä. Se tekee spiraalimaista manöveeriään hitaasti, mutta varmasti ionimoottorinsa avulla ja saavuttaa uuden radan elokuussa. Silloin ratakorkeus tulee olemaan hieman alle 1500 km Ceresin pinnan päällä.

Tällä haavaa korkeus on noin 3900 km ja jos kaikki sujuu hyvin, tulee lennonjohto ohjaamaan Dawnin myöhemmin vielä tulevaa rataansa lähemmäksi kääpiöplaneettaa.

Vaikka luotain toimii hyvin ja ratamuutokset ovat sujuneet suunnitellulla tavalla, oli Dawn hetken aikaa sekaisin keskäkuun 30. päivänä. Luotain havaitsi  asentonsa olevan erilaisen kuin sen piti olla, jolloin se asettautui automaattisesti turvatilaan odottamaan lisäohjeita lennonjohdosta. Syyksi tapahtumaan havaittiin todennäköisesti luotaimen ioninoottorin ohjausmekanismissa ollut vika, minkä vuoksi luotaimen asennonsäätö ei tapahtunut suunnitellulla tavalla. 

Luotaimessa on kolme pienitehoista ionimoottoria, joista se käyttää yleensä vain yhtä kerrallaan. Siinä missä perinteisillä kemiallisilla rakettimoottoreilla ratamuutokset tehdään lyhyillä, tehokkailla poltoilla, toimii ionimoottori pitkään ja pienellä teholla. Moottori käy päiviä tai viikkola yhtäjaksoisesti, ja tässä tapauksessa yhden moottorin tehdessä ratamuutosta, toisella säädettiin luotaimen asentoa. 

Lennonjohto lopetti ratamuutokset tapauksen vuoksi kahdeksi noin kahdeksi viikoksi ja jatkaa nyt taas kohti uutta rataansa, mutta käyttäen ohjaamiseen moottorin numero 3 sijaan moottoria 2. Mikäli tarve vaatii, on kolmonenkin edelleen käytössä; häiriöllä ei ole merkitystä lennolle, koska tarpeen vaatiessa Dawn pystyy toimimaan vain yhden moottorin avulla.

Yllä olevassa kuvassa ionomoottorin "liekkiä" on voimakkaasti liioiteltu, mutta moottorin suuosat näyttävät sinihehkuisilta tieteistarinoista tuttujen rakettimoottorien tapaan.

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

Tagit

Ceresin pinnalta löytyi pyramidi

To, 07/02/2015 - 19:44 By Jari Mäkinen

Tämä kesäkuu on kerrassaan upeaa aikaa aurinkokunnan tutkimuksessa, koska kolme luotainta lähettää koko ajan hämmästyttäviä kuvia kohteistaan.

New Horizons lähestyy Plutoa ja jokainen kuva sieltä on hämmästyttävä ja uusi – se on tutkimusmatkailua parhaimmillaan, sillä opimme nyt koko ajan lisää tästä omituisesta taivaankappaleesta.

Rosetta kuvaa puolestaan komeetta Churyumov-Gerasimenkoa ja vaikka näitä kuvia on saatu jo lähes vuoden ajan, tulee kuvissa koko ajan esille jotain uutta ja ihmeellistä. Lisäksi komeetta lähestyy edelleen Aurinkoa ja on ratansa sitä lähimmässä kohdassa elokuussa. Komeetan ydin muuttuu siis edelleen aktiivisemmaksi ja voimme seurata jatkuvasti aitiopaikalta ensimmäistä kertaa ikinä tällaista näytelmää. Kunhan yhteys Philae-laskeutujaan saataisiin vielä pysyväksi ja luotettavaksi (siinä on vielä häiriöitä), niin sitten voisimme seurata menoa myös komeetan pinnalla. Tämä on aivan uskomatonta!

Ja lisäksi Ceresiä kiertävä NASAn DAWN lähettää myös koko ajan tuoreita kuvia, joista löytyy uusia, kiinnostavia yksityiskohtia.

Kuten esimerkiksi vuori, joka näyttää pyramidilta. Se on arviolta viisi kilometriä korkea, ja se pullahtaa selvästi esiin muuten varsin tasaisesta Cereksen pinnasta. Todennäköisimmin se on ammoisen törmäyskraatterin keskusvuori, mutta kraatteri on ajan kuluessa kadonnut sen ympäriltä.

Ceresin pinnalla on nimittäin useita kraattereita, joilla on samankaltaisia keskusvuoria (tosin pienempiä), ja koska pinnalla on selviä merkkejä suhteellisen viimeaikaisista tapahtumista, on hyvinkin mahdollista, että korkea vuori olisi sinällään ainoa jäänne ammoisesta kraatterista. Ceresistä on havaittu maanvyöryjä, laavavirtauksia ja pinnan romahtamisia; Ceres on selvästi aktiivisempi paikka kuin DAWN-luotaimen aiemmin tutkima Vesta.

Myös Ceresin omituisista kirkkaista pisteistä on saatu lisää tietoa. Ensinnäkin niitä on pinnalla siellä täällä, eikä suurin noin 90-kilometrisen kraatterin sisällä oleva kirkas alue ole mikään poikkeus. Se tosin on alueista kaikkein kookkain ja siksi sitä on tutkittu toistaiseksi parhaiten. Alueella on selvästi kahdeksan kirkkaampaa aluetta keskuskohdan ympärillä. Keskus on noin yhdeksän kilometriä halkaisijaltaan.

Todennäköisimmät selitykset kirkkaille pisteille ovat jää tai suolapitoinen maa-aines, jotka heijastavat paljon ympäröivää pintaa paremmin valoa. 

DAWN-luotain on nyt siirtymässä lähemmäksi Cerestä. Se oli parin kuukauden ajan noin 4400 km:n korkeudessa olleella radalla Ceresin ympärillä, ja elokuun alusta alkaen se kiertää Cerestä vain noin 1450 kilometrin korkeudessa.

Saamme siis sieltäkin nyt kesän aikana koko ajan parempia ja tarkempia kuvia sekä tietoja!

 

Ceresin omituinen kirkkaiden pisteiden alue uusissa, 22. kesäkuuta otetuissa kuvissa. Vasemmalla on "normaali" kuva ja oikealla alivalotettu kuva, missä pisteet näkyvät selvemmin. Kumpikaan kuvista ei ole sellainen, miten ihmissilmä näkisi pisteet ja pinnan.

Tagit

Populaaripuuroa: Eilispäivän verkkouutiset

 

Internet on tehnyt uutisoinnista yhä nopeampaa jos kohta tarkkuuden kanssa on usein vähän niin ja näin. Jos epätarkkuus yhdistyy ei-niin-nopeaan uutistoimintaan, ollaan ihan hakoteillä.

Eilisissä Nykypäivän Verkkouutisissa oli räväkkä otsikko: "Kaukaisella planeetalla havaittiin kummia valoja".

Onko nyt nähty jotain outoa jonkin eksoplaneetan pinnalla? Tai kukaties omassa Aurinkokunnassamme? Mars… Jupiter…

Ei, vaan jotakin siltä väliltä eikä edes ihan tuoreeltaan. Tarina jatkuu: "Marsin ja Jupiterin välillä matkaava Nasan luotain on tehnyt erikoisen havainnon."

Jutussa kerrotaan, kuinka "Yhdysvaltojen avaruushallinto Nasan Dawn-luotain on ottanut ensimmäiset kuvat Ceres-kääpiöplaneetasta."

Ensimmäiset? Luotain aloitti Cereksen kuvaamisen aikoja sitten ja jo joulukuussa kääpiöplaneetta alkoi erottua pelkän valopisteen sijasta kiekkona. Maaliskuussa Dawn asettui Cerestä kiertävälle radalle (eli "matkaava" luotain on jo päässyt perille), ja on kevään ja alkukesän kuluessa lähettänyt yhä tarkempia kuvia.

Juttuun liittyvän kuvan – joka on myös yllä – yhteydessä on linkki Dawn-luotaimen kotisivuille, joilla todetaan, että "Nämä ovat ensimmäisiä kuvia Dawnin toiselta kartoitusradalta…"

Ensimmäiset, juu.

"Uutisen" varsinainen pihvi löytyy Ceres-planeetan (hohhoijaa…) pinnalla näkyvistä kirkkaista valopisteistä, joita esittävien kuvien "kerrotaan yllättäneen tiedemiehet". Kyllä, viime helmikuussa!

Cereksen pinnalla näkyi vaaleita laikkuja jo toistakymmentä vuotta sitten Hubble-avaruusteleskoopilla otetuissa kuvissa, mutta "valoista" alettiin puhua vasta Dawn-luotaimen välittäessä tarkempia näkymiä kuluvan vuoden alussa.

Salaliittoteoreetikkojen haahuilut "vieraan sivilisaation rakentaman kaupungin valoista" sentään ammutaan alas ja kirkkaiden valopisteiden todetaan tutkijoiden mukaan olevan "mitä todennäköisimmin heijastuksia jäästä tai suoloista".

Sitten tarina lähteekin taas lapasesta: "Yksi Dawnin tarkoituksista on selvittää, ovatko Ceres-planeetan olot olleet muinoin sellaiset, että siellä olisi voinut kehittyä elämää."

No kun ei ole. Jos nyt sivuutetaan se pikkuseikka, että jutussa kutsutaan Cerestä toistuvasti "planeetaksi", sen mahdollisella elämällä ei ole koskaan spekuloitu – lukuunottamatta noita salaliittoteoreetikkojen haahuiluja. Siksi Dawn-luotaimenkaan tarkoituksiin ei lukeudu elämän edellytysten selvittely.

Cereksen kytkös elämään on vain välillinen. Kääpiöplaneettaa tutkimalla toivotaan saatavan lisätietoa Aurinkokunnan varhaisista kehitysvaiheista sekä veden esiintymisestä asteroidivyöhykkeen kappaleissa ja sen mahdollisesta kulkeutumisesta Maahan. Sikäli taustalla ovat siis myös elämän edellytykset. Mutta eivät Cereksellä.

Olkoonkin, että Verkkouutisten huttu on suurelta osin suoraa käännöstä USA Todayn käsittämättömästä soopasta, vastuu virheistä ei ole sillä kuitattu. Alussa mainitun uutisoinnin nopeutumisen ohella internet on vaikuttanut myös faktatietojen tarkistamiseen: se ei ole koskaan ollut niin vaivatonta kuin nykyisin.

Paitsi jos luottaa yhteen ainoaan lähteeseen, jossa ne ovat valmiiksi ihan pielessä. Eihän kaikkea VOI tietää.

Ceres ja sen oudot valot tarkemmin kuin koskaan

To, 06/11/2015 - 03:57 By Jari Mäkinen
Pilkut Ceresin pinnalla tarkemmin

Sitä mukaa kun NASAn Dawn-luotain on lähestynyt Cerestä, ovat sen pinnan piirteet tulleet tarkemmiksi. Eräs jännittävimmistä löydöistä kääpiöplaneetan pinnalta on ollut kraatteri, jonka sisällä on “kirkkaita” pisteitä. Niitä näytti olevan aluksi vain kaksi, mutta nyt kun Dawn kiertää Cerestä ja ottaa siitä kuvia lähempää, ne ovat paljastuneet useiden pilkkujen rykelmiksi.

Tuoreimmat kuvat, jota julkistettiin eilen (otsikkokuvana), on otettu noin 4400 kilometrin korkeudelta, kun Dawn tekee toista laajaa kierrostaan Ceresin ympärillä.

Kraatteri on halkaisijaltaan noin 90 kilometriä. Kirkkaat pisteet ovat eri kokoisia ja ryhmittyneet siis selvästi kahteen osaan. 

Tutkijat eivät osaa vielä sanoa varmasti, mistä on kyse, mutta luonnollisesti teorioita on jo useita. Yksi niistä on ylitse muiden: “Valon heijastuminen jään pinnalta on mielessäni todennäköisin vaihtoehto, mutta tutkimme myös muita vaihtoehtoja, kuten esimerkiksi sitä, että kirkkaat alueet ovat suolaa”, sanoo lennon päätutkija Chris Russell Kalifornian yliopistosta.

“Nämä pisteet tekevät Ceresistä aivan omalaatuisen ja erilaisen koko aurinkokunnassa. Emme ole nähneet mitään tällaista aiemmin.”

Tutkijat odottavat nyt lisää kuvia, eri kuvakulmista ja lähempää, jotta pisteistä saataisiin lisää tietoa.

Dawn ei ole kuvannut suinkaan vain pilkkukraatteria ja sen seutuja, vaan se on kartoittanut systemaattisesti Ceresin pintaa. Kuvat paljastavat Ceresin hyvin erilaiseksi kuin esimerkiksi Vestan, jota Dawn kiersi 14 kuukauden ajan vuosina 2011 ja 2012.

Ceresin pinnalla (kuten yllä olevassa eteläiseltä pallonpuolelta otetussa kuvassa) on halkeamia, maanvyöryjä, romahtaneita rakenteita ja … merkkejä virtauksista. Onko se ollut laavaa vai vettä?

Kuvissa näkyy myös selvästi kraatterin sisällä olevien kirkkaiden pisteiden kaltaisia, mutta himmeämpiä alueita.

Dawn on ollut nykyisellä radallaan Ceresin ympärillä kesäkuun 3. päivästä alkaen ja kiertää sitä noin 4400 kilometrin etäisyydellä. Yksi kierros kestää noin kolme Maan vuorokautta. Kesäkuun 28. päivänä Dawnin rataa lasketaan alemmaksi, 1450 kilometrin korkeudelle, missä se jatkaa elokuuhun saakka, ennen kuin luotain lähestyy kääpiöplaneettaa vielä enemmän.

Pelkkien kuvien lisäksi Dawn kartoittaa mittalaitteillaan Ceresin pinnan lämpötilaa ja koostumusta. Nämä tiedot auttavat edelleen selvittämään myös outojen valopisteiden salaisuutta.

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

Tagit

Cereksen pinnalla on jäätä?

Ma, 05/11/2015 - 22:20 By Markus Hotakainen

Dawn-luotain on ottanut Cereksestä entistä yksityiskohtaisempia kuvia. Toukokuun alussa luotain oli "kartoitusradalla", jolla sen etäisyys kääpiöplaneetasta oli 13 600 kilometriä. Kuvien erotuskyky on 1,3 kilometriä pikseliä kohti. 

Erilaisten pinnanmuotojen ohella Dawn kuvasi arvoituksellisia valkoisia laikkuja, jotka ovat aiheuttaneet tutkijoille päänvaivaa. Pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevassa kraatterissa oleva tuplalaikku näyttää koostuvan useista pienemmistä, kirkkaista alueista. Niiden luonteesta ei kuitenkaan ole saatu vielä varmuutta. 

Vahva epäilys kuitenkin on: "Tutkijat pystyvät nyt päättelemään, että näiden laikkujen kirkkaus johtuu auringonvalon heijastumisesta jostakin pinnalla olevasta voimakkaasti heijastavasta aineesta, mahdollisesti jäästä", toteaa Christopher Russell, Dawn-lennon päätutkija.

Dawn on nyt saanut päätökseen ensimmäisen kartoitusrupeamansa, kun se kiersi Cereksen kertaalleen 15 vuorokaudessa. 9. toukokuuta luotain käynnisti ionimoottorinsa siirtyäkseen alemmas toiselle kartoitusradalle, jolle se asettuu 6. kesäkuuta. 

Uudella radalla Dawn kiertää Cereksen 4 400 kilometrin korkeudessa kerran kolmessa vuorokaudessa. Pinnanmuotojen kartoituksen lisäksi luotain selvittää Cereksen geologista historiaa ja sen mahdollista aktiivisuutta. Aiemmin kääpiöplaneetasta on havaittu tihkuvan vesihöyryä.

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

Tagit

Ceres palasi näyttämölle

Pe, 04/17/2015 - 14:32 By Markus Hotakainen

Cerestä kiertävälle radalle maaliskuun alussa asettunut Dawn-luotain on viime viikot lähestynyt kääpiöplaneettaa yöpuolelta, joten kuvatarjonta on ollut niukkaa. 10. huhtikuuta luotain kuitenkin kuvasi Auringon valaisemaa pohjoista napaseutua ollessaan noin 33 000 kilometrin etäisyydellä. Tuloksena oli toistaiseksi tarkimmat kuvat kraattereiden kirjomasta maailmasta.

Ennätys rikkoutuu kuitenkin pian, sillä Dawn lähestyy kaiken aikaa Cerestä suunnatessaan ensimmäiselle "tiederadalle". Ensi viikon torstaina eli 23. huhtikuuta luotain asettuu ionimoottorinsa avulla 13 500 kilometrin etäisyydelle kohteestaan. Dawn pysyttelee tällä kiertoradalla toukokuun 9. päivään saakka, jolloin se siirtyy jälleen hieman lähemmäs kääpiöplaneettaa.



Dawn-luotaimen ottamista yksittäisistä kuvista koostettu animaatio ja lisätietoja on NASAn sivuilla.

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

Kääpiöplaneetta Ceres vihdoin väreissä

Ma, 04/13/2015 - 17:42 By Jarmo Korteniemi
Ceres väärävärikuvana. Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Yllä näkyy ensimmäinen kattava kartta kääpiöplaneetta Cereksen pinnasta. Kartta on käytännössä tehostettu väärävärikuva, jossa on paljon ihmissilmälle normaalisti erottumattomia yksityiskohtia. Kuva julkistettiin tänään 13.4.2015 European Geosciences Unionin vuotuisessa konferenssissa Wienissä.

Kartta on kollaasi useista VIR-spektrometrin kuvista. Niiden avulla voidaan havaita paitsi silmin näkyvät värit, myös pinnan lämpötila.

Silmälle näkyvät värierot eivät ole kuvasta juurikaan tulkittavissa. Kuvassa värejä on visuaalisuuden vuoksi tehostettu huomattavasti, ja lisäksi värit on käännetty. Infrapunakanavan värit näkyvät sinisinä, kun taas sinisellä kanavalla kuvatut erottuvat punaisena. Vihreän kanavan informaatio taas näkyy keltaisena. Kuvauskanavien aallonpituudet ovat 440 nanometriä (sininen), 550 nm (vihreä ) ja 920 nm (IR).

Kuva: Cereksen pinta lähempänä sellaista millaisena ihmissilmä sen (kenties) voisi nähdä. Värit voivat tosin olla yhä liian kirkkaat. Klikkaa kuva suuremmaksi.

Kaikki mosaiikin kuvat on otettu ennen luotaimen maaliskuista kiertoradalle saapumista. Juuri tällä haavaa luotain ei ota kuvia, vaan on hiljalleen siirtymässä sopivalle kiertoradalle täysipainoisen tutkimuksen aloittamista varten.

Mitä kuvassa erottuu?

Värien moninaisuus ja vaihtelu alueiden välillä osoittaa jo itsessään, että Cereksen pinta on monenlaisten prosessien tulosta. Luotaintiimin johtaja Chris Russell kertoo: "Tämä kääpiöplaneetta on ilmeisesti ollut hyvinkin aktiivinen. Se ei ole ollut vain paikallaan möllöttänyt passiivinen kivimöykky. [Geologiset] prosessit ovat johtaneet erityyppisiin materiaaleihin eri alueilla. Alamme vasta nyt huomata, näiden värikuvien avulla, kuinka monivivahteinen se on."

Cereksen pinta on täynnä kraattereita. Tämä ei ole asteroidivyöhykkeen suurimmalta kappaleelta mikään yllätys. Suuria kraattereita ei kuitenkaan ole läheskään niin paljoa kuin tutkijat olettivat. Pinnan ikä lienee siis merkittävästi nuorempi. Jokin prosessi on peittänyt - tai tuhonnut - suuret kraatterit näkyvistä.

Siellä täällä pinnalla näkyy pitkiä viiruja. Etenkin oikealla karttapuoliskolla näkyvät lienevät joko ennen törmäystä pitkäksi letkaksi hajonneiden asteroidien törmäyslinjoja tai heittelettä isommasta törmäyksestä. Osa kuitenkin voi olla siirroslinjoja, jotka johtuisivat Cereksen sisäisestä toiminnasta. Eräs tällainen tapaus kulkee vasemmalla karttapuoliskolla olevan suuren kraatterin halki.

Kirkkaiden alueiden mysteeri

Lähestyessään Cerestä luotain havaitsi muutamia erittäin kirkkaita pisteitä kääpiöplaneetan pinnalla. Avaruusteleskooppi Hubblen kuvia tutkittaessa määrä on noussut noin kymmeneen kirkkaaseen alueeseen. Suurin ja kirkkain alue sijaitsee halkaisijaltaan noin 90-kilometrisessä kraatterissa. Kartalla ne erottuvat selvästi pohjoisella pallonpuoliskolla, hieman kuvan keskivaiheilta oikealle.

Kirkkaiden seutujen oletetaan olevan tavalla tai toisella paljastunutta jäätä, mutta varmistusta odotetaan yhä. Tuore karttakaan ei vielä anna varmaa vastausta.

VIR-spektrometrin avulla on selvitetty, että kirkkaat pisteet näyttävät käyttäytyvän hieman eri tavoin, ainakin lämpötilansa puolesta. Suurin ja kirkkain alue muistuttaa hyvin paljon ympäristöään (paitsi tietysti kirkkaudessaan), mutta toisella alueella kirkas piste on merkittävästi ympäristöä kylmempi.

Russell on sekä muun tiedetiimin että yleisön tavoin kiinnostunut tietämään lisää alueista. "Kirkkaat alueet kiehtovat tutkijoita edelleen. Meidän täytyy kuitenkin malttaa, jotta voimme määrittää kirkkauden syyn kunnolla. Täytyy odottaa lähemmäs pääsyä. Vasta sitten voimme erottaa alueet pinnalta tarkemmin."

Lähde: Jet Propulsion Laboratoryn lehdistötiedote.

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

Dawn on perillä – melkein

Pe, 03/06/2015 - 16:30 By Markus Hotakainen

Tänään iltapäivällä vähän kello kahden jälkeen Dawn asettui Ceres-kääpiöplaneettaa kiertävälle radalle. Tosin jos joku olisi ollut luotaimen kyydissä, sitä ei olisi edes huomannut. Tässä tapauksessa kiertoradalle asettuminen tarkoittaa sitä, että luotain joutui Cereksen vetovoimavaikutuksen piiriin siten, ettei se pääse "karkuun" ilman moottoreidensa apua. 

Se ei kuitenkaan ole tarkoituskaan, sillä tulevien kuukausien, mahdollisesti jopa parin vuoden ajan, Dawn tutkii tarkoin Aurinkokunnan sisintä kääpiöplaneettaa. Jo nyt luotaimen välittämät kuvat ovat muuttaneet Cereksen varhaisissa otoksissa erottuvasta pienestä valopisteestä – alla oleva kuva on Dawn-luotaimen ensimmäinen kuva Cereksestä heinäkuulta 2010 – maailmaksi, jonka pinnanmuodot ovat vähintään yhtä arvoituksellisia kuin luotaimen aiemmin tutkiman Vesta-asteroidin. 

 

 
Vaikka Dawn on nyt Cerestä kiertävällä radalla, etäisyys pienenee melko hitaasti. Kuten edellisessä Ceres-jutussamme kerrottiin, luotain lähestyy kääpiöplaneettaa yöpuolelta hitaasti ja varovaisesti. Ratakaavioon on merkitty menneiden vaiheiden lisäksi myös tulevia.
 
Seuraava virstanpylväs ("Optival Navigation" eli OpNav 6) on vasta reilun kuukauden kuluttua eli 10. huhtikuuta. Silloin luotain tarkistaa jälleen kerran ottamiensa kuviensa perusteella, että se on lasketulla radalla. Etäisyyttä Cerekseen on tuolloin 33 000 kilometriä ja sen valaistusta puoliskosta näkyy 17 prosenttia. Kuvien erotuskyky on noin kolme kilometriä.

 

 
Neljä päivää myöhemmin eli 14. huhtikuuta on vuorossa Opnav 7, jolloin etäisyys on kutistunut jo 22 000 kilometriin ja erotuskyky petraantunut hieman yli kahteen kilometriin. Tilannetta parantaa myös se, että valaistusta puoliskosta näkyy melkein puolet, 49 prosenttia. Sen jälkeen etäisyys jälleen kasvaa, mutta samalla Dawn siirtyy kääpiöplaneetan päivän puolelle.
 
Kuluvan vuoden lopulla luotaimen rataa on alennettu siten, että sen etäisyys Cereksen pinnasta on alle 400 kilometriä. Kuitenkin jo paljon sitä ennen kuvien erotuskyky on niin hyvä, että todennäköisesti vaaleiden laikkujen ja kirkkaiden "valopisteiden" olemus on saatu selvitettyä. Ja epäilemättä Cereksestä ja sen ominaisuuksista saadaan paljon muutakin tietoa.
 
Tiedetuubi seuraa lennon vaiheita tiiviisti.

Cereksen aamunkoitto

Ti, 03/03/2015 - 20:21 By Markus Hotakainen

Ensi perjantaina Dawn-luotain asettuu Cerestä kiertävälle radalle. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun kääpiöplaneettaa päästään tutkimaan lähietäisyydeltä. Samalla Dawnista tulee ensimmäinen luotain, joka on kiertänyt kahta Aurinkokunnan kappaletta, joista kumpikaan ei ole Maa. Dawn tutki yli vuoden ajan Vestaa, joka on asteroideista suurin. Tosin se sai tittelin lahjaksi, kun asteroidivyöhykkeen ylivoimaisesti suurin kiertolainen Ceres ylennettiin kääpiöplaneetaksi.

Samalla Pluto sai arvonalennuksen planeettojen joukosta samaan ryhmään Cereksen kanssa. Pluton statuksen muuttaminen herätti paljon kritiikkiä etenkin Yhdysvalloissa – koska Pluto oli ainoa amerikkalaisastronomin löytämä planeetta – eivätkä kaikki sikäläiset tutkijat edelleenkään suostu käyttämään siitä nimitystä kääpiöplaneetta.

Uuden luokittelun ansiosta kahden luotaimen välille kehkeytyi kilpailu siitä, kumpi ehtii ensin tutkimaan tarkasti kääpiöplaneettaa. Tammikuussa 2006 laukaistu New Horizons lähetettiin alkujaan ulointa planeettaa eli Plutoa kohti, mutta saman vuoden elokuussa kaukainen pienkappale luokiteltiin uudelleen.

Dawn laukaistiin matkaan syyskuussa 2007. Luotaimen ensimmäisenä kohteena oli kuitenkin Vesta. Dawn saapui Vestan luo heinäkuussa 2011 ja asettui asteroidia kiertävälle radalle. Reilun vuoden kestäneiden tutkimusten jälkeen Dawn jatkoi matkaansa ja suuntasi kohti Cerestä.

Vaikka lähtö Vestan luota viivästyi reilulla viikolla, oli selvää, että New Horizons on hävinnyt kisan. Fysiikan ja taivaanmekaniikan lait ovat lahjomattomia. Pluto-luotain oli radalla, joka veisi sen kaukaisen kiertolaisen ohi täsmälleen tiedettynä päivänä – 14. heinäkuuta 2015. Kun Dawn irtautui Vestan heikosta vetovoimakentästä syyskuussa 2012, sen rata johtaisi yhtä täsmällisesti Cereksen luo 6. maaliskuuta 2015.

Voittaja on siis ollut selvillä jo yli kahden vuoden ajan.

DAWN-logo

Hitaasti mutta varmasti

Dawnin vuosia kestävä kiertely asteroidivyöhykkeellä ja ohjausmanööverit sekä Vestan että Cereksen lähistöllä ovat mahdollisia ainoastaan sen ionimoottorin – tai tarkemmin sanottuna kolmen ionimoottorin –ansiosta. Perinteiset rakettimoottorit kuluttavat polttoainetta niin ahnaasti, että Dawn-luotaimen olisi pitänyt olla käytännössä pelkkää polttoainesäiliötä.

Ionimoottori rinnastuu räjähtävää työntövoimaa tuottavaan kemialliseen rakettimoottoriin kuin muinaisen antiikin tarun kilpikonna jänikseen. Se on hidas, mutta etenee vakaasti ja varmasti kohti maalia. Ja kuten tarun kilpikonna voitti jäniksen, Dawn päihittää New Horizons -luotaimen – olkoonkin, että jälkimmäisellä on ollut paljon pidempi matka kuljettavanaan.

Ionimoottori perustuu siihen, että moottorin ajoaineen xenon-atomeilta riistetään elektroneja ja näin syntyneet sähköisesti varautuneet ionit kiihdytetään sähkön avulla suureen nopeuteen. Moottorin työntövoima on samaa suuruusluokkaa kuin tukankuivaajan puhallus, mutta kun se jatkuu vuosien ajan, luotaimen vauhti ehtii kasvaa riittävän suureksi planeettainvälisessä avaruudessa vaeltamiseen.

Matkalla kohti Vestaa Dawn nappasi kertaalleen lisävauhtia Marsin lähiohituksesta, mutta jälkimmäisen etapin Cerekseen se on taittanut pelkästään ionimoottoreidensa turvin. Aurinkopaneelien tuottamalla sähköllä toimiva ionimoottori on myös luotettava, sillä liikkuvia ja muitakin osia on vähän verrattuna kemialliseen rakettimoottoriin polttoainesäiliöineen ja -putkineen, venttiileineen sun muineen.

Ionimoottorin voi huoletta sammuttaa ja käynnistää useita kertoja, ja se lähtee käyntiin aina yhtä varmasti kuin vanhan Kuplavolkkarin ilmajäähdytteinen takamoottori hyytävän kylminä pakkasaamuinakin.

 

 

Kaukaiset kuvat

Dawn aloitti Cereksen kuvaamisen tammikuun alussa. Silloin etäisyyttä oli yli 600 000 kilometriä, joten kuvat olivat melkein pelkkää pikselimössöä. Ne eivät pärjänneet vielä Hubble-avaruusteleskoopin otoksille, joissa pyöreässä kiekossa näkyi kirkkaus- ja värieroja, ei kuitenkaan sen tarkempia yksityiskohtia.

Alkuvuoden kuluessa etäisyys pieneni, kuvat kävivät yhä tarkemmiksi ja Cereksen pinnalta paljastui yhä pienempiä yksityiskohtia: kirkkauserot alkoivat hahmottua erikokoisina kraattereina ja muina pinnanmuotoina.

Ceres pyöriiHelmikuun loppupuolella saatiin kuvia, joissa yksi pinnan arvoituksellisista vaaleista laikuista erottui kahtena kirkkaana pisteenä. Se herätti salaliittoteoreetikot kehittelemään sensaationhakuisia spekulaatioita Cereksen "valoista". Noin 46 000 kilometrin etäisyydeltä otetuista kuvista on koottu animaatio (oikealla), jossa näkyy yhdeksässä tunnissa akselinsa ympäri pyörähtävän Cereksen pinta kokonaisuudessaan.  

Kun Dawn asettuu ensi perjantaina kääpiöplaneettaa kiertävälle radalle, sen kamerat erottavat kraattereiden hallitsemista maastonmuodoista alle neljän kilometrin kokoisia detaljeja. Kiertoradalle asettumisen jälkeenkin luotain etenee varovaisesti. Korkeutta vähennetään hiljalleen noin 40 000 kilometristä siten, että kuukautta myöhemmin se on vielä runsaat 30 000 kilometriä.

Dawn lähestyy Cerestä yöpuolelta, joten samalla kun etäisyys pienenee, kääpiöplaneetan vaihe vähenee. Huhtikuun toisella viikolla valaistusta puoliskosta on näkyvissä alle 20 prosenttia. Luotaimen ottamissa kuvissa yhä suurempana näkyvä Ceres on siis alkuun melko kapea sirppi. 

Dawn tekee kuitenkin paljon muutakin kuin kuvaa Cerestä kaikilta kanteiltaan. Luotaimessa on kameran lisäksi näkyvän valon ja infrapuna-alueella toimiva spektrometri sekä gammasäteily- ja neutroni-ilmaisin. Niillä pystytään tutkimaan pinnan rakennetta ja koostumusta. Erityisessä syynissä ovat esimerkiksi happi, magnesium, alumiini, pii ja rauta, jotka ovat keskeisiä kiviaineksen rakennusmateriaaleja, sekä vety, jonka määrästä voidaan vetää johtopäätöksiä veden esiintymisestä.

Viime vuoden tammikuussa nimittäin raportoitiin, että Cereksestä tihkuu vettä. Euroopan avaruusjärjestön Herschel-avaruusteleskoopin havaintojen mukaan siitä purkautuu vesihöyryä samaan tapaan kuin Saturnuksen Enceladus-kuusta (alla), mutta paljon vähemmän. Silti Cereksen massasta saattaa olla jopa neljännes vettä.

 

 

Se oli kuitenkin odottamaton havainto, sillä asteroideja on pidetty kuivina ja kuolleina taivaankappaleina. Vaikka Cerestä ei enää luokitellakaan asteroidiksi, se kiertää silti Aurinkoa asteroidivyöhykkeellä ja siitä saadut tiedot kertovat myös muista suunnilleen samalla etäisyydellä sijaitsevista kappaleista.

Cereksen vesi liittyy myös Maan kehitykseen. Aiemmin arveltiin, että maapallon vesi on tullut avaruudesta komeettojen mukana. Rosettan mittaukset Churyumov-Gerasimenkosta irtoavan veden isotooppikoostumuksesta ovat kuitenkin osoittaneet, että ainakaan kaikki vesi ei voi olla peräisin komeetoista.

Toisaalta Aurinkokunnan sisäosiin päätyvät komeetat ovat lähtöisin hyvin erilaisilta etäisyyksiltä. Vaikka komeettojen alkukoti eli Oortin pilvi kuulostaa yhtenäiseltä alueelta, se on todellisuudessa valtavan laaja, paljon planeettojen kansoittamaa aluetta suurempi. Eri komeettojen välillä voi olla koostumuksessa huomattavia eroja. Kuten on todettu olevankin.

Katseet kääntyivät kohti asteroidivyöhykettä, missä oli onneksi jo valmiiksi Dawn-luotain. Sen toivotaan antavan monen muun asian ohella lisätietoa Cereksen veden koostumuksesta. Ceres on tietenkin yksittäinen kappale siinä missä Churyumov-Gerasimenkokin, mutta toisin kuin koostumukseltaan vaihtelevat komeetat, asteroidivyöhykkeen kappaleet ovat syntyneet hyvin rajallisella alueella ja törmäilleet vuosimiljardien ajan toisiinsa. Siten Ceres on edustava näyte asteroidien koostumuksesta.

 

 

Ikuinen kakkonen, mutta mitä sitten?

Entä New Horizons, jonka kohtaloksi jäi tulla toiseksi? Kisalla ei käytännössä ole mitään merkitystä, sillä Ceres ja Pluto ovat täysin erilaisia kappaleita, vaikka kumpikin on kääpiöplaneetta. Ceres on muinoin muotoutunut Aurinkokunnan sisäosissa, Pluto puolestaan kaukana "lumirajan" takana, missä aikoinaan oli paljon enemmän keveitä kaasuja ja jäätä kuin Auringon lämmön hellimillä seuduilla.

Pluto poikkeaa todennäköisesti koostumukseltaan tyystin Cereksestä, sen pinnan rakenne on todennäköisesti erilainen – vaikka lieneekin samaan tapaan kraattereiden peitossa – ja sillä on useita kuita, nykytiedon mukaan kaikkiaan viisi. Suurin niistä on Charon, jonka läpimitta on noin puolet Plutosta. Se on siis suhteessa planeettaan paljon suurempi kuin Kuu verrattuna Maahan.

New Horizons pääsee tutkimaan aivan uudenlaista maailmaa eikä silloin ole merkitystä, vaikka se pääseekin tositoimiin muutamaa kuukautta myöhemmin kuin Dawn. Tiedetuubi palaa New Horizons -luotaimeen ja sen pitkään matkaan tuonnempana. Sitä ennen seuraamme Dawn-luotaimen edesottamuksia asteroidivyöhykkeen suurimman kappaleen lähistöllä.

Pysyvää kanavalla!

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