Artikkelissa huomautetaan, että asteroideja pidettiin aluksi pieninä "planeettoina", sillä kiersiväthän ne Aurinkoa kirkkaampien suurten tuttujen tapaan. Lopulta 1950-luvulla niiden huomattiin poikkeavan rakenteellisesti suuremmista planeetoista ja vasta tällöin niitä alettiin kutsua pelkästään "asteroideiksi" (vaikkakin epämääräistä pikkuplaneetta-nimitystä kuulee yhäti käytettävän). Kirjoittajat myös huomauttavat, ettei tiedekirjallisuudessa ole käytetty "radan jakamisperustetta" kuin kerran, vuonna 1802. Tähän vedoten he sanovat, että määritelmämuutoksen täytyisi tulla "tieteellisestä konsensuksesta, eikä äänestystuloksesta".

Kirjoittajat kuuluvat äänekkääseen joukkoon, jonka mielestä Pluton planeettastatus täytyy palauttaa. Heidän mielestään Pluto on Aurinkokunnan toiseksi kiintoisin kappale (näkökantakysymys, toim.huom.) ja ansaitsee siksi olla planeetta. Mukana on mm. Plutoa tutkineen New Horizons -luotaimen johtava tutkija, joka on kategorisesti kieltäytynyt käyttämästä kääpiöplaneetta-nimeä. (Toim. huom.: Onneksi asteroiditutkijat eivät vänkää samalla tavalla...)

Kirjoittajilta jää (kenties tarkoituksella) huomaamatta, että IAU:n äänestystulos kyllä vastaa varsin hyvin nykyistä tietoa kappaleiden kirjosta niiden kokonaisvaltaisten ominaisuuksien perusteella. Rata kuuluu näihin ominaisuuksiin. Se, etteivät asteroidien radat vaikuttaneet 1950-luvun nimimuutoksessa, ei tarkoita, etteikö radan jakamista voitaisi käyttää kriteerinä tällä kertaa. Luokkajaon ja sanojen merkityksen valinta on sopimuskysymys, vaikka IAU:n harrastama demokratia ei kaikille sopisikaan. Ja muuten: konsensus tarkoittaa enemmistön mielipidettä, joka valistuneiden äänestäjien äänestystulos käytännössä on.

Lisäksi kannattaa muistaa, että ryhmänimi ei vaikuta tippaakaan kohteen kiinnistavuuteen, eikä kääpiöplaneetta ole mikään "pieni planeetta" tai planeetan alakategoria, vaan oma uniikki ryhmänsä. IAU:n kääpiö-nimivalinta ei ehkä tosin ole kaikkein osuvin edesauttamaan jaon ymmärtämistä ja hyväksyntää.

Entä jos "planeetta" määriteltäisiin toisin?

Jos Pluto väen vängällä täytyy planeetaksi palauttaa, siitä tulee vain jäävuoren huippu. Moinen historiaan takertuminen johtaisi uusimpien löytöjen perusteella planeettalistan roimaan kasvuun. Jos nykymääritelmä ei siis miellytä, lue alta mitkä ovat vaihtoehdot.

Vaihtoehto 1: IAU:n määritelmä, jonka mukaisia planeettoja löytyy kahdeksan. (Plus tietysti mahdolliset tuntemattomat, kuten "yhdeksäs planeetta Ykä", jota tosin ei ehkä olekaan.)

Vaihtoehto 2: Kompromissi, jossa myös kääpiöplaneetat ovat planeettoja. Planeettojen määrä kasvaisi nykyisestä vähintään kaksinkertaiseksi (17). Saatamme kuitenkin todennäköisesti tuntea jo yli satakunta planeettaa, sillä kaukaisten kappaleiden massoja, rakenteita ja muotoja on vaikea varmistaa. Havaintotekniikan parantuessa luku saattaa nousta jopa lähelle 10 000:a - Kuiperin vyössä ja Oortin pilvessä kun lienee useita suuriakin palloja.

Vaihtoehto 3: Pluto planeetaksi -unelmoijien tavoite: aivan kaikki tähteä pienemmät pallomaisiksi muotoutuneet kohteet ovat planeettoja. Kappaleen rakennetta tutkittaessa ainoastaan massalla on väliä ja rata jää toissijaiseksi. Tällöin planeetta olisi ihan mikä tahansa asteroidia suurempi taivaankappale - eli myös moni kuu. Osa planeetoista kiertäisi siis toisia planeettoja, mikä aiheuttaisi ongelmia hyvin vakiintuneen kansankielen kanssa. Lisäksi tälle kappalekategorialle on jo oma tieteellisestikin käytetty nimi, "planemot" eli "planeetanmassaiset kappaleet". Varmojen planeettojen määrä tuplaantuisi toisen kerran (36). Otsikkokuvassa on kuvattuna tämän listan mukaiset kohteet.

Vaihtoehto 4: Paluu lähteille eli planeetan alkuperäiseen määritelmään: se tarkoittaa muinaiskreikaksi ”vaeltavaa tähteä". Kaikki Aurinkoa kiertävät kappaleet ovat kokoon, massaan ja muotoon katsomatta ovat planeettoja. Tällöin niitä tunnettaisiin jo nyt lähes miljoona, ja määrä kasvaa koko ajan. Planeetta-sana laajentuu niin että menettää merkityksensä.

Alle on listattu planeettojen määrä eri
kriteerien mukaan. Nykyisin tunnettujen
kappaleiden määrää kuvataan min- ja
max-kohdissa, arvio taas kertoo paljonko
moisia kappaleita voi mallien mukaan löytyä.

Kirjoittaja on planetologi.

Lähde: Metzger ja kumpp. "The Reclassification of Asteroids from Planets to Non-Planets" (Icarus 2018)

Luken kokoama vuodentarkka puun kasvunvaihtelun kronologia, eli lustokalenteri, teki tutkimuksen varsin helpoksi. Sellaisenaan säilyneiden runkojen lustosarja kattaa viimeiset 7600 vuotta. Puut on nostettu sukeltaen pienistä pohjoisen järvistä, joista Luke on kerännyt ja taltioinut näytteitä 1990-luvulta saakka.

"Puu on menneisyyden muistitukki", toteaa Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorion johtaja Markku Oinonen Luonnontieteellisestä keskusmuseosta Luomuksesta.

Puun vuosirenkaista on hänen johtamissaan hankkeissa viime vuosina tuotettu runsaasti isotooppimäärityksiä, joiden avulla on voitu selvittää moninaisia tapahtumia historiassa.

Radiohiilitieto saadaan puusta siten, että kunkin vuoden aikana kasvanut puumateriaali vuollaan erillisiksi näytteiksi, joista otetaan ensin selluloosa talteen, Se poltetaan ja jätökset pelkistetään kemiallisesti puhtaaksi hiileksi, josta radiohiilen osuus pystytään määrittämään.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tätä ajanmääritystyötä tekivät Luonnonvarakeskuksen Rovaniemen laboratorio ja Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorio sekä Kiihdytinlaboratorio.

Vahvin signaali arktisilla alueilla

"Näemme vuoden 775 tienoolla voimakkaimman radiohiilisignaalin juuri Lapin puiden vuosirenkaissa, ja pienimmän matalilla leveysasteilla", kertoo hankkeessa mukana ollut tohtorikoulutettava Joonas Uusitalo.

Tutkimuksessa havaittu radiohiilisignaalin vaihtelu eri leveysasteilla ja lyhyt kesto viittaavat vahvasti Aurinkoon ilmiön alkulähteenä – vastaavaa ei muu taivaallinen ilmiö, kuten vaikkapa supernova, gammapurkaus tai komeetta saisi aikaan.

Radiohiilipitoisuudet määritettiin useiden vuosien ajalta sekä ensimmäistä kertaa kunkin vuoden sisäisesti kevät- ja kesäpuusta. Tulosten tulkinnassa hyödynnettiin Oulun yliopiston tutkijoiden kehittämää teoreettista mallia radiohiilen synnystä.

Näiden tulosten mukaan aurinkopurkaus tapahtui jo kevään 774 aikana.

"Kyseessä on voimakkain tunnettu aurinkomyrsky. Jos vastaava tapahtuisi nyt, se johtaisi dramaattisiin seurauksiin, kuten nykyaikaisten navigaatio- ja viestintäsatelliittien vaurioihin ja astronauttien kuolemiin avaruudessa, hehkuttaa professori Ilja Usoskin Oulun yliopistosta.

Aivan näin dramaattisia eivät vaikutukset kuitenkaan olisi, koska myrskyn tulo pystytään nyt ennustamaan ja sen mukaisesti satelliittien operointia voidaan muuttaa sekä avaruuslentäjät kutsua palaamaan hätpikaa alas Maan kamaralle turvaan. Suurimmat vaikutukset olisivat todennäköisisti sähköverkoissa, joihin avaruusmyrsky alkaa indusoida sähköä. Siis sen sijaan, että voimalaitokset tuottavat sähköä ja verkko kuluttaisi sitä, kävisi juuri päinvastoin: sähköverkkoon alkaisi muodostua sähköä, jota verkosta alkaisi tunkea kohti voimalaitoksia. Siinä voisi käydä köpelösti.

Vakavien seurausten vuoksi on tärkeää arvioida aurinkomyrskyjen voimakkuutta ja mahdollista esiintymistiheyttä. Professorin mukaan näin voimakkaat aurinkomyrskyt ovat onneksi hyvin harvinaisia, niiden esiintymistiheys on yksi useiden tuhansien vuosien aikana. Vastaava voi kuitenkin tapahtua milloin tahansa.

Lähes yhtä voimakkaita aurinkomyrskyjä tapahtuu paljon useammin, mutta onneksi maapallo ei ole osunut sellaisen kohdalle sitten vuoden 1859. Silloin Maahan osui tuorein todella voimakas geomagneettinen myrsky. Toissa vuonna vastaava meni läheltä ohitsemme avaruudessa.

"Lapin puut tarjoavat erittäin herkän 'välineen' tutkia menneisyyden aurinkomyrskyjä", professori Usoskin toteaa. Arktiselta alueelta saatu vahva signaali korostaa pohjoisen puista kootun vuosilustokalenterin merkitystä Auringon aiemman käyttäytymisen tutkimuksessa.

Tarkkoja ajankohtia menneisyyden tapahtumille

"Tavoitteenamme on edelleen laajentaa vuosirengastutkimusta alkuaineanalyysien ja tiheysmittausten suuntaan", Oinonen kaavailee.

"Tällöin pystymme tuottamaan ainutlaatuisia sormenjälkiä puun vuosirenkaissa näkyvien ilmiöiden ajankohdista, kuten tulivuorten purkauksista, metsäpaloista ja saasteista."

Nyt julkaistu tutkimus on tehty Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorion ja Luonnonvarakeskuksen konsortiohankkeena ja mukana on ollut Oulun yliopiston, Sodankylän geofysiikan observatorion, ja Pietarin Ioffe-instituutin tutkijoita.

*

Juttu on Helsingin yliopiston tiedote

Menetelmä perustuu voimakkaassa epätasapainossa olevien järjestelmien analyysiin. Maan magneettikenttä on tällainen järjestelmä, sillä voimakkuudeltaan vaihteleva aurinkotuuli suistaa sen pois tasapainosta. Silloin magneettikentässä voi tapahtua hyvin äkillisiä muutoksia ja rauhallinen tilanne voi äityä hetkessä rajuksi myrskyksi.

Menetelmän perustana on Dst-indeksi (Disturbance storm-time), joka kertoo Maan magneettikentän voimakkuuden keskimääräisen poikkeaman normaaliarvosta. Poikkeamat syntyvät Auringosta tulevien hiukkasten heikentäessä Maan magneettikenttää.

Kun tutkijat tarkastelivat kahta 2000-luvun alussa esiintynyttä geomagneettista myrskyä suhteessa niitä edeltäneisiin flare-purkauksiin, Dst-indeksin arvoista löytyi säännönmukaisuuksia, joiden avulla geomagneettisia myrskyjä koskevia ennusteita voidaan toivon mukaan parantaa.

Tutkijoiden kehittämän ”toistuvuuskaavion” avulla voidaan ennakoida magneettikentän käyttäytymistä ja geomagneettisten myrskyjen syntyä mutta se auttaa myös tunnistamaan erilaiset magneettikentän vaihteluun liittyvät ilmiöt – kaikki muutokset kun eivät saa aikaan voimakasta geomagneettista myrskyä.

Uudesta menetelmästä kerrottiin American Institute of Physics -sivustolla ja tutkimus on julkaistu Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/SDO

Aalto-yliopiston satelliittitiimin ideana olikin ottaa Suomi 100 -satelliitin pohjalta tehty "kansanversio" Aalto KitSat, eli satelliittimalli, joka perustuu viime syksyllä ympäri Suomea Avaruusrekassa tehtyyn satelliittiin.

Avaruusrekan kiertueen aikana jokaisessa pysähdyspaikassa yleisön edustajat tekivät satelliittia kyydissä olleen puhdastilan sisällä vähä vähältä eteenpäin, ja kiertueen päätteeksi se lähetettiin ilmapallolla stratosfääriin näyttelykeskus WeeGeen pihalta. Valitettavasti se jäi kadoksiin lennon jälkeen, mutta rekassa tehdyn satelliitin pohjalta tehtiin uusi, vieläkin yksinkertaisempi versio satelliitista. Rekkasatelliitissa oli käytetty Aalto-yliopiston satelliittilaboratoriosta löytyneitä varaosiakin, jotka uudessa versiossa on korvattu luonnollisesti uusilla ja helpommin saatavilla.

"Kansansatelliitti" on tehty avaruustekniikan opiskelua varten ja yksinkertaisesti avaruudelliseen, opettavaiseen leikkimiseen. Sen avulla voi siis pitää hauskaa, mutta myös harjoitella vakavasti satelliittien kanssa työskentelyä.

Laite on tehty myös helposti muokattavaksi, ja häkkäämisen perusidean mukaisesti ajatus oli modifioida satelliittia siten, että nyt avaruudessa olevan, kiinnostavia tietoja koko ajan keräävän Aalto-1 -satelliitin RADMON-säteilymittarin varalentomalli kiinnitetään siihen. Näin tämä Turun yliopistossa varastossa ollut laite saadaan hyvään käyttöön: havainnot ovat paitsi tieteellisesti kiinnostavia, myös avaruusaseman sekä sen asukkaiden kannalta jännittäviä.

Kuten tiimin tukija, astronautti Christer Fuglesang toteaa, ei koskaan aikaisemmin ole säteilymittauksia tehty samanlaisella säteilymittarilla avaruusaseman sisällä ja siitä riippumattomasti avaruudessa. Fuglesang on alunperin hiukkasfyysikko, joka teki itsekin kummallakin avaruuslennollaan säteilymittauksia – hän on siis paras mahdollinen kirittäjä suomalaistiimille.

Avaruusteleskooppi Herschel on sopiva vertailukohde siksi, että sen peiliä tehtiin samaan aikaan kuin Aeoluksen peiliä, ja molemmat hiottiin oikeaan muotoonsa Tuorlan observatorion alueella olevassa Opteon Oy:ssä. Kumpienkin rakennusmateriaali on myös samanlainen: piikarbidia, joka on kovaa, avaruuden olosuhteissa hyvin oikean muotonsa säilyttävää, mutta samalla varsin kevyttä materiaalia. Se sopii hyvin peilin runkomateriaaliksi.

Aeoluksen peili hiontakoneessa.

Piikarbidi on aluksi pölyä, hyvin hienojakoista puuterimaista ainetta, joka puristetaan usean tuhannen ilmakehän paineessa kiinteäksi ja muotin avulla jo lähes lopulliseen muotoonsa. Aine sintrautuu paineessa kiinteäksi ja piikarbidikappaleita on lopuksi helppo kiinnittää toisiinsa.

Puristettu peili on siis suunnilleen oikean muotoinen, mutta sen jälkeen se pitää hioa tarkasti juuri oikeaan muotoonsa. Se tapahtuu suurella hiontakoneella, jonka sisällä peili pyörii ja veden sekä erilaisten hionta-aineiden avulla peilin pintaa jynssätään hienovaraisesti täsmälleen oikeanlaiseksi – toki koko ajan laatua tarkistaen. Ainoa paikka maailmassa, missä kovaa piikarbidia voidaan hioa tarpeeksi tarkasti näin suuressa mittakaavassa, on Tuorla.

Itse heijastava pinta höyrytetään sitten myöhemmin pinnan päälle alumiinista.

Aeolus ei kuitenkaan ole ainoa satelliitti, joka ampuu alas kohti Maata laservaloa.

Sellaisia on jo nyt, mutta Aeolus tulee olemaan aivan omassa luokassaan – kuten myös Nasan uusi ICESat-2 (Ice, Cloud and land Elevation Satellite-2). Se on periaatteeltaan hieman samanlainen kuin Euroopan avaruusjärjestön jo avaruudessa oleva Cryosat, paitsi että radioaaltojen sijaan se käyttää laseria korkeuden mittaamiseen.

Olennaista on juuri korkeuden mittaaminen: kun tarkka satelliitin ja pinnan välinen etäisyys tiedetään, voidaan laskea varsin yksinkertaisesti esimerkiksi jäätiköiden paksuuksia sekä tahtia, kuinka nopeasti paksuus muuttuu.

Kuten nimi antaa ymmärtää, voi satelliitti havaita myös pilviä, meren pinnan korkeutta sekä kiinteän maan pinnan korkeuksia. Tiedoilla on erittäin suoraa käyttöä mm. ilmastonmuutoksen seurannassa.

ICESat-2:n laserlaite ampuu kohti Maata 10 000 pulssia sekunnissa. Osa valosta heijastuu takaisin ja satelliitin herkkä kamera pystyy ottamaan valoa vastaan. Kun laite toimii tutkan tapaan, voidaan tuloksesta laskea satelliitin sijaintitietojen ja asennon mukaan tarkka korkeustieto.

Ylhäällä avaruudessa on jo nyt useita satelliitteja, jotka ovat käyttäneet tai käyttävät laseria joko tiedon siirtoon tai Maan tutkimiseen. Yksi niistä oli ensimmäinen ICESat-2 -satelliitti, joka toimi vuodesta 2003 vuoteen 2009. Sen työtä on jatkanut IceBridge, joka laukaistiin avaruuteen vuonna 2009 ja joka toimii edelleen. Uusi lasertutkakorkeusmittarisatelliitti on siis jatkoa tälle tutkimukselle.

Aeolus ei tule kiinnittämään niinkään huomiota korkeuksiin, vaan ilmakehässä olevien hiukkasten liikkeisiin maanpinnan ja 30 kilometrin korkeuden välissä. Hiukkasten liikkeiden avulla voidaan nimittäin katsoa miten tuuli puhaltaa eri korkeuksilla.

Aeolus kuuluu Euroopan avaruusjärjestön maapalloa tutkivien Earth Explorer -satellittien sarjaan ja se on lajissaan ensimmäinen. Tuulta on mitattu aikaisemminkin erilaisin menetelmin, mutta Aeoluksen ultraviolettivalon alueella toimiva LIDAR on lajissaan ensimmäinen. Se on myös parempi ja tarkempi kuin mikään aikaisempi tutkimuslaite. Ei ihme, että sen tekemisen kanssa on ollut ongelmia.

Tutkijat saavat pian lähes reaaliajassa tietoa planeettamme tuulitilanteesta. Tämä auttaa ymmärtämään paremmin sitä, miten ilmakehä toimii: miten tuuli, ilmanpaine, lämpötila ja ilman kosteus liittyvät toisiinsa. Tämän ansiosta pystytään selvittämään myös sitä, miten tuulet vaikuttavat lämmön sekä kosteuden kiertoon maapallon pinnan, merien ja ilmakehän välillä. .

Siinä missä Aeoluksen havaintojen tuoma apu muun muassa ilmaston muuttumista koskevalle tutkimukselle on epäsuoraa, voidaan satelliitin keräämiä tietoja käyttää ihan sellaisenaan apuna sääennusteissa sekä vaikkapa pölyn, saasteiden tai siitepölyn kulkeutumisen arvioinnissa.