Juttusarjan kaikki osat: 1. Tuhoja tehneet meteoriitit. 2. Modernit meteoriittimyytit. 3. Suurimmat meteoriitit 4. Meteoriittien tunnistusopas. 5. TBD

Aika ajoin itse kukin äkkää maasta mielenkiintoisen kiven. Joistain saattaa hetken jopa miettiä, että "voisiko tämä olla meteoriitti". Epäilyä voi lieventää muutamalla pikaisella tarkistuksella.

Tämä artikkeli tarjoaa lyhyen oppimäärän verran tietoa siitä, kuinka avaruudesta peräisin olevan kiven voi tunnistaa.

Ollako vaiko eikö olla?

Meteoriittien kirjo on hyvin suuri. Niiden rakenne vaihtelee murikasta toiseen. Siksipä mikään yksittäinen peruskeino ei yksinään riitä kertomaan, onko kivi meteoriitti vai ei.

Meteoriitit ovat kiviä ja tuntuvat kiviltä. Yleensä ne ovat kokoisekseen raskaita, tai vähintäänkin "normaaleja". Ja ne poikkeavat aina ympäristön muista kivistä.

Vastikään taivaalta tupsahtaneilla kivillä on yleensä tummahko sulamiskuori. Se ei kuitenkaan ole kovin paksu, eikä se säily selvänä kauaa. Ja tuorekaan meteoriitti ei ole kuuma, eikä se nokea käsiä.

Tuoreiden meteoriittien pinta on usein oudon kuoppainen. Siinä olevat "regmaglyptit" ovat pehmeäpiirteisiä painaumia, jotka syntyvät ilmalennon sulattavan vaikutuksen vuoksi. Joskus pintaan voi myös jäädä selviä virtausrakenteita tai jopa pisaroita, sillä kivisula virtaa jonkin matkaa sopivan virtaviivaisen murikan pintaa pitkin.

Kauemmin maassa lojuneen kiven tunnistamisessa taas on hyvä käyttää poissulkukeinoja, etenkin jos kiven saa halkaistua. Meteoriiteissa ei ikinä ole kerroksia. Ne eivät ole raidallisia tai liuskeisia, eikä niissä ole suuria kiillesuomuja, graniittirakeita tai kvartsikiteitä. Eikä avaruuskivien sisällä ole mitään tyhjiä rakkuloita tai onteloitakaan.

Alla muutama esimerkki kivistä, jotka voivat näyttää taivaalta tulleilta, vaikka vain yksi niistä on.

Naapuriplaneetallamme on kaksi pientä kuuta, Phobos ja Deimos. Kuiden suurin mysteeri on aina ollut niiden alkuperä. Kuinka ihmeessä kaksi ilmiselvää asteroidia on päätynyt kiertämään Marsia lähes täydellisillä ympyräradoilla?

Nature Geoscience -tiedelehdessä julkaistussa uudessa tutkimuksessa onnistuttiin pääsemään lähemmäs asian selvittämistä. Siinä saatiin vihdoin toistettua tapahtumien mahdollinen kulku.

Kuiden synty näyttää olevan suuressa törmäyksessä noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Marsiin törmäsi tuolloin suuri protoplaneetta, ja räjähdyksestä lentänyt materia muodosti tiiviin rengassysteemin sen ympärille. Sittemmin aineesta kasautui jopa 7–8 erillistä pikkukuuta, suurimmat kiekon sisäosiin. Kaikkein suurin niistä oli halkaisijaltaan ehkä 200-kilometrinen.

Suurin osa sisimmistä kuista törmäsi takaisin Marsiin vain muutamassa miljoonassa vuodessa. Ainoat pidempiaikaiset kuut ovat Phobos ja Deimos – ja niistäkin sisempi tulee putoamaan alas (geologisessa) lähitulevaisuudessa.

Simulaation tulokset ovat kauniita, jopa elegantteja. Tärkeitä ne ovat kuitenkin siksi, että ne ovat testattavissa.

Tulevat luotainlennot pystyvät selvittämään, koostuvatko kuut keskenään samankaltaisesta materiaalista. Sekä etenkin sen, onko niillä jotain yhteistä Marsin kanssa. Mallin mukaan niiden pitäisi olla sekalaisia kasoja proto-Marsin vaippaa sekä törmääjää. (Viimeisimmät havainnot itse asiassa kertovat kummankin kuun todella olevan isoja kivimurskalekasoja, mikä on todella hyvä merkki tälle mallille).

Ja emoplaneetaltakin voisi löytyä jälkiä tapahtumasta. Vaikka muiden kuiden tuhoutumisesta onkin jo kauan, Marsin pinnalta voisi kenties löytyä merkkejä tapahtumista sopivien kraatterien muodossa. Nyt tiedetään, mitä pitäisi etsiä.

Sen sijaan täydenkuun osuminen samalle päivälle kesäpäivänseisauksen kanssa on harvinaisempaa. Jos ihan tarkkoja ollaan, täysikuu oli eilen maanantaina kello 14.02 ja kesäpäivänseisaus oli tiistain puolella kello 1.34. 

Näin lähekkäin nämä kaksi taivaan tapahtumaa ovat kuitenkin aniharvoin. Vuonna 1967 kesäpäivänseisauksen ja täydenkuun tarkan hetken välillä oli vain muutama tunti, seuraavan ne osuvat saman päivän sisään vasta vuonna 2062.

Kesäinen täysikuu ei ole mikään mieletön spektaakkeli, sillä se mataa hyvin alhaalla vaalealla yötaivaalla. Viime yönä Kuu kohosi etelärannikolla vain noin 11 astetta taivaanrannan yläpuolelle, pohjoisimmassa Suomessa se jäi käytännössä tyystin näkymättömiin.  

Jos sattui aukealle paikalle, lähellä horisonttia roikkuva valopallo oli silti hieno näky.

Kuva: Tiedetuubi

Marsissa on saman verran lääniä kuin kaikilla Maan mantereilla yhteensä ja Kuussa on pintaa reilun Afrikan verran. Jokaisela kääpiöplaneetallakin on alaa enemmän kuin Grönlannilla.

Tepastelukelpoista pintaa löytyy Aurinkokunnasta yhteensä noin 3,5–4 maapallon verran. (Sopivasti varustautuneelle käveleskelijälle, tietystikin. Merten pohjilla, Venuksen pinnalla, tai Jupiterin Io-kuussa kuljeskelu voi suojatta olla hyvinkin haitallista.)

Infografiikka saattaa aukaista asiaa paremmin:

Silloin tällöin kuulee väitettävän, että Maalla olisi useita kuita. Lähialueilta kun löytyy asteroideja, jotka vaikuttavat tavalla tai toisella olevan planeettamme kiertolaisia. Kuuluisin esimerkki on Cruithneksi nimetty omituinen järkäle, jota myös usein kutsutaan "toiseksi kuuksemme".

Kaikkein tuorein huhu koskee paljon pienempää kappaletta, joka kiertäisikin Maan sijasta Kuuta. NASA on kyllä suunnitellut vielä joskus hilaavansa Kuun kiertoradalle asteroidin, mutta tämä veijari odottaa siellä jo ihan luonnostaan.

Vai odottaako?

Hevosenkengät ja troijalaiset nuijapäät

Muutama asteroidi kiertelee avaruudessa "munuais-" ja "hevosenkenkäradoilla", aivan Maan seutuvilla.

Kun tällaista asteroidia seurataan riittävän pitkään maakeskisestä näkövinkkelistä, sen rata näyttää piirtävän taivaalle munuaisen ääriviivojen muotoista kuviota (oikealla). Joillain asteroideilla kuvio tosin näyttää enemmän ellipsiltä tai linnunmunalta.

Oli kuvio mikä tahansa, se näyttää lisäksi liukuvan avaruudessa. Jos kappale löytyy aluksi aivan planeetan edestä, se kulkee hieman Maata nopeammin ja siirtyy siksi vuosien mittaan eteenpän, hivuttautuen Auringon taakse ja ottaen lopuksi Maan kiinni lähes kierroksella. Tämän jälkeen se hidastaa ja palaa samaa tietä takaisin, kiihdyttääkseen lopuksi uudelleen. Hevosenkenkänimitys tulee juuri tästä Auringon takana toistuvasti tehdystä U-mutkasta.

Kuvia klikkaamalla voi katsella asiaa havainnollistavia animaatioita.

Ylivoimaisesti suurin hevosenkenkäradalla oleva kappale on viisikilometrinen 3753 Cruithne, jolta edestakaisen U:n  kierto vie 770 vuotta. Cruithne tunnistettiin jo vuonna 1986, sittemmin vastaavanlaisia mutta pienempiä asteroideja on löydetty kourallinen lisää.

Hevosenkenkäradoilla on myös sukulaisia, nuijapääratoja. Sellaisia pitkin kulkevat troijalaisiksi kutsutut asteroidit.

Troijalaisetkin käyttävät samaa rataa planeetan kanssa, mutta pysyvät kiinteästi joko sen edessä tai takana. (Tarkalleen ottaen ne liikkuvat Lagrangen pisteiden L4 ja L5 ympärillä, piirtäen vuosien saatossa avaruuteen nuijapään muotoisia kuvioita.) Maalta on löydetty vasta yksi troijalaisseuralainen L4-pisteessä. Alla video sen liikkeistä.

Vaikka Maa selvästi säänteleekin näiden asteroidien liikkeitä, ne eivät missään mielessä ole kuita. Ne kun eivät ikinä kierrä planeetan ympäri.

Wörnerin mukaan – ja aivan oikein – ihmiskunta tarvitsee nyt uutta yhteistä avaruushanketta, kun Kansainvälinen avaruusasema alkaa olla jo vanha ja arkinen. Kuuasema voisi olla juuri tällainen, ja lisäksi se olisi viimeinkin jotain aivan uutta ja kiinnostavaa. Apollo-lentoja muistellaan edelleen, ja Kuun tutkiminen jäi 1970-luvulla pahasti kesken.

Tällä kertaa Kuuhun ei kuitenkaan kannata mennä vain käymään, vaan olemaan. Siksipä Wörner ehdottaa kansainvälistä "Kuukylää", jonka rakentamiseen, ylläpitoon ja käyttämiseen osallistuisivat kaikki halukkaat maat. Joko eri maat rakentaisivat toisiinsa kytkettyjä osia "kylään" tai sitä tehtäisiin yhdessä osa osalta.

Rakentamisessa ihmiset ja robotit toimisivat yhdessä, ja osa rakennustöistä voitaisiin tehdä myös joko autonomisin tai kauko-ohjatuin robotein. Kuukylän tekeminen olisi siten paitsi avaruustutkimuksen edistämistä, niin myös robottitekniikan puskemista eteenpäin.

Kuukylän sijoituspaikaksi Wörner ehdottaa Kuun kääntöpuolta, eli sitä puolikasta, joka ei näy koskaan Maahan. Paikka olisi erinomainen tutkimukselle, koska Maasta tuleva radiosaaste ei häiritsisi tutkimuksia. Lisäksi se, että Maa ei näy taivaalla ja yhteydenpito olisi siten hankalampaa, olisi myös erittäin hyödyllistä tulevia marslentoja harjoitellessa. 

Toinen mahdollinen sijoituspaikka olisi Kuun napaseudut, missä voisi olla kraatterien pohjalla vesijäätä. Navoilla on myös huippuja, joihin Aurinko paistaa joko jatkuvasti tai lähes koko ajan; asema saisi näin virtaa jatkuvasti "ikuisen valon" huipuille sijoitetuista aurinkopaneeleista.

Wörner on heittänyt haasteen Kuukylän toteuttamisen ja siellä tehtävän tutkimuksen ideoinnista kaikille asiasta kiinnostuneille. Juuri parhaillaan asiaa pohditaan myös Saksassa, Bremenissä käynnissä olevassa Disrupt Space -avaruusideoijien kokoontumisessa. Sen esityksiä voi katsoa webcastina.

Alla on vielä video, jolla Wörner kertoo enemmän Kuukylästään.

Edellinen yritys oli tehty maaliskuun alussa, mutta Kosmos 111 -tunnuksen saanut alus ei päässyt Maan kiertorataa pidemmälle. Luna-luotaimilla testattiin tekniikkaa ja tutkittiin Kuun lähiavaruuden olosuhteita valmisteltaessa miehitettyjä lentoja – joita Yhdysvaltain kuukilvan voiton jälkeen ei mukamas Neuvostoliitossa ollut edes suunniteltu.

Luna 10 lähettämien tietojen mukaan Kuun magneettikenttä osoittautui hyvin heikoksi, pinta-aines Maan basalttia muistuttavaksi ja kaasukehä olemattomaksi. Luotain jatkoi tutkimuksiaan 56 vuorokauden ajan, kunnes sen akut tyhjenivät toukokuun lopussa.

Kun Neuvostoliiton kommunistisen puolueen puoluekokousedustajat kokoontuivat 4. huhtikuuta aamuistuntoonsa, luotaimesta lähetettiin tilaisuuden kunniaksi suorana "Kansainvälinen". Tai niin väitettiin. 

30 vuotta myöhemmin paljastui, että työväenlaulu oli nauhoitettu edellisenä iltana, kun yhteyttä luotaimeen testattiin. Samana aamuna tehdyssä uudessa testissä lähetyksessä oli ollut häiriöitä eikä live-tilanteessa haluttu ottaa mitään riskejä.

Kuva: Pline/CC-BY-SA-2.5 (Museum of Air and Space Paris)

Kokonaan toinen juttu on lento Marsiin. Sellaista ei ole tiedossa ihan lähivuosina, mutta suunnitelmissa on ollut jo pitkään myös matka punaiselle planeetalle. 

Pelkkä menomatka kestää puolisen vuotta, paluu samoin, ja perilläkin vietettäisiin vähintään useita kuukausia. Riittävää ruokamäärää ei voi rahdata Maasta saakka. Marsista ei syötävää löydy, joten siellä on pakko pystyä kasvattamaan ruokaa. 

Wageningenin yliopistossa ja tutkimuskeskuksessa Hollannissa on tutkittu vihannesten kasvattamista sekä Marsin että Kuun maaperässä. Aitoa tavaraa ei toki ole ollut tarjolla. Kuusta tuotiin aikoinaan näytteitä liki 400 kiloa, mutta niitä ei raaskita käyttää kasvualustaksi. Marsin maaperää ei edes ole tarjolla.

Kummankin taivaankappaleen pintamateriaalin koostumus tunnetaan kuitenkin riittävän hyvin, jotta sitä voidaan simuloida. Kyseessä on jo toinen tutkimuskeskuksessa toteutettu koe, jossa tutkitaan erilaisten kasvilajien kasvua Marsin ja Kuun pinta-ainesta muistuttavassa "mullassa".

Marsia jäljittelevä maaperä on tehty Havaijilta tuodusta vulkaanisesta aineesta ja kuuperä on lähtöisin Arizonan autiomaasta. Kasvatus tapahtui kasvihuoneissa, sillä Marsissa ja Kuussa viljelmät olisi pakko suojata avaruuden ankarilta olosuhteilta. Kokeiltavana oli useita eri ravintokasveja: tomaatti, herne (kuvassa vasemmalta "Kuussa", "Marsissa" ja Maassa kasvatettuna), ruis, rucola, retiisi ja vihanneskrassi.

Voyager 1 otti kuvia Jupitein kuista paitsi siksi, että no olivat kiinnostavia, mutta myös siksi, että näiden kuvien avulla pystyttiin määrittämään varsin tarkasti luotaimen lentorata Jupiterin ohi.

Tuohon aikaan planeettainvälinen navigointi ei ollut vielä yhtä tarkkaa kuin nykyisin, joten kuut auttoivat suuntaamaan Voyageria matkallaan kohti seuraavaa etappia, Saturnusta.

Niinpä heti sen jälkeen, kun Voyager 1 oli lentänyt Jupiterin ohi, kuvia tarkasteltiin innokkaasti. Navigointitiimin jäsen Linda Morabito käsitteli kuvia siten, että hän lisäsi niiden kontrastia, jotta taustalla olevat tähdet näkyivät paremmin. Tähtien, Jupiterin ja Kuun avulla radan määrittäminen onnistui hämmästyttävän tarkasti.

Kuvia käsitellessään Morabito huomasi Ion luona 300 kilometriä pitkän usvaisen alueen. Hän hälytti tutkijatiimin ja sitten joukolla pohdittiin mikä ihme suttu kuvassa oli. Ainoaksi vaihtoehdoksi jäi se, että pilvi on kaasua ja että se tulee Iosta.

Muita Iosta otettuja kuvia tarkastellessa asia varmistui, sillä Ion kaasupurkaukset ja tulivuoritoiminta näkyi myös niissä selvästi – kun sitä osasi katsoa. Itse asiassa kuvissa näkyi suuri aktiivinen alue, joka myöhemmin nimettiin Peleksi.

Alla on eräs parhaimmista Voyager 1:n ottamista Io-kuvista.