Viisikko syömässä – Stephanin kvintetin jäsenet jäystävät toisiaan

Markus Hotakainen

Havaijilla sijaitsevalla CFHT-teleskoopilla (Canada-France-Hawaii Telescope) on onnistuttu kuvaamaan laajamittaista galaktista kannibalismia.

 

Stephanin kvintetti on viiden galaksin muodostama, 200–300 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitseva ryhmä, jonka ranskalainen tähtitieteilijä Édouard Stephan löysi vuonna 1877. Nykyisin tiedetään, että pikkukuvan alaosan keskellä näkyvä spiraaligalaksi NGC 7320, ei itse asiassa kuulu ryhmään, vaan on paljon lähempänä meitä, vain noin 40 miljoonan valovuoden etäisyydellä.

Useilla eri aallonpituuksilla otetuista kuvista koostetussa tuoreessa näkymässä erottuu rakenteita ja yksityiskohtia, joista ei aiemmin ole ollut tietoa. Kuvan ottamiseen käytettiin CFHT-teleskoopin 380 megapikselin MegaCam-kameraa.

Aiemman arveltiin, että pikkukuvan oikeassa alakulmassa näkyvä ellipsigalaksi NGC 7317 olisi päätynyt ryhmään vasta melko äskeittäin. Uudet havainnot osoittavat, että se on ollut vuorovaikutuksessa muiden galaksien kanssa hyvin pitkään.

Galaksin ympärillä erottuu vanhojen tähtien muodostama punertava halo, joka kertoo galaktisesta kannibalismista: ellipsigalaksi on riistänyt tähtiä ja kaasua muilta ryhmän jäseniltä.

Uuden tutkimuksen mukaan Stephanin kvintetti on paljon aiemmin arvioitua vanhempi. Sen muodostumista ja kehitystä joudutaan nyt tarkastelemaan uudella tavalla. Joka tapauksessa galaktisen kannibalismin seurauksena on todennäköisesti ryhmän sulautuminen yhdeksi jättimäiseksi ellipsigalaksiksi.

Kannibalismin taustalla on galaksien keskinäinen vetovoima. Tiiviissä ryhmissä ja joukoissa on tyypillistä, että isommat galaksit kahmivat itseensä ainetta pienemmistä galakseista ja voivat ahmaista ne lopulta kokonaan.

Näin on käynyt myös Paikallisessa ryhmässä, jonka kookkaimmat jäsenet Linnunrata ja Andromedan galaksi ovat miljardien vuosien kuluessa hajottaneet ja imaisseet itseensä todennäköisesti useita pienempiä seuralaisgalakseja.

Vetovoima vaikuttaa luonnollisesti myös Linnunradan ja Andromedan galaksin välillä, ja laskelmien mukaan ne törmäävät ja sulautuvat yhteen muutaman miljardin vuoden kuluttua.

Uusista havainnoista kerrottiin CFHT-teleskoopin uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuvat: CFHT/Coelum/Pierre-Alain Duc (Obs. de Strasbourg)/Jean-Charles Cuillandre (CFHT/CEA Saclay/Obs. de Paris)/ Giovanni Anselmi (Coelum)

Falcon Heavyn koelento on avaruuslentojen historian merkkitapaus – maisema Tesla Roadsterista Maahan on järkyttävän upea!

Jari Mäkinen

SpaceX -yhtiön suuri Falcon Heavy -kantoraketti nousi tiistaina illalla koelennolleen ja nosti paitsi Tesla Roadster -auton avaruuteen, niin myös avaruustoiminnan uuteen aikaan. Aivan kommelluksitta ei lento kuitenkaan sujunut.

(Juttua on päivitetty keskiviikkona aamuyöstä)

Raketti pääsi viimein lentoon klo 22.45 Suomen aikaa, aivan sille annetun laukaisuikkunan lopussa. Lentoa jouduttiin lykkäämään useaan kertaan eteenpäin korkealla ilmakehässä olleen puuskaisen tuulen vuoksi, ja vähän aikaa näytti jopa siltä, että laukaisua jouduttaisiin siirtämään toiseen päivään.

Toisin kävi: juuri ajoissa tuulitilanne rauhoittui ja raketin tankkaaminen saatiin käyntiin. Siitä eteenpäin kaikki sujui kuin oppikirjassa.

70-metrinen kantoraketti nousi lentoon 27 moottoria tulta syöksien. Raketti on käytännössä kuin yksi, hieman vahvistettu Falcon 9 -kantoraketti, jonka sivuille on kiinnitetty kaksi ylimääräistä ensimmäistä vaihetta. Kussakin on yhdeksän Merlin-rakettimoottoria, joista periaatteessa kaksi voisi sammua kesken lennon ja raketti pääsisi silti nousemaan avaruuteen. 

Sivuraketit sammuivat suunnitellusti ja laskeutuivat hämmästyttävän tarkasti Cape Canaveralin laukaisukeskuksessa oleville laskeutumispaikoille. Näkymä kahdesta samanaikaisesti laskeutuvasta raketista oli huimaavan upea – aivan kuten se olisi ollut tieteistarinasta!

Keskimmäinen raketti sen sijaan tuhoutui laskeutuessaan. Siihen menetettiin yhteys juuri ennen laskeutumista ja nähtävästi tieto hankaluuksista saatiin saman tien, mutta sitä ei julkistettu hetimiten muutoin upeasti sujuneen lennon tunnelmaa pilaamaan. Alustavien tietojen mukaan sen polttoaine loppui hieman ennen laskeutumista ja vaihe iskeytyi mereen noin 500 km/h:n nopeudella. Laskeutumisen epäonnistuminen ei kuitenkaan haitannut itse raketin lentoa, ja sitä voi jopa pitää pienenä kauneuspilkkuna muutoin ällistyttävän hyvin menneessä lennossa.

Sivulla olleet rakettivaiheet olivat jo kerran lentäneitä ja kunnostettuja, kun taas keskimmäinen oli kokonaan uusi.

Noin yhdeksän minuutin päästä laukaisusta oli ylin vaihe ja sen päälle ruuvattu kirsikanpunainen Tesla Roadster avaruudessa. Siihen oli luonnollisesti laitettu mukaan kameroita, jotka näyttävät sykähdyttävän kauniita – ja samalla hieman melankolisia – kuvia SpaceX:n avaruuspukuun puettua mallinukkea katsomassa alas maapalloon.

Auton rakettiin kiinnittäneessä sovittimessa oli SpaceX:n yli 6000:n työntekijän nimikirjoitukset.

Ylin vaihe saavittu ensin soikean kiertoradan, jonka ylin piste oli noin 7000 kilometrin korkeudessa. Rakettimoottori syttyi sitten viiden aikaan aamuyöllä Suomen aikaa vielä yhteen polttoon, joka kiihdytti auton nopeuden noin 11 kilometriin sekunnissa ja sinkosi siten sen planeettainväliseen avaruuteen.

Viimeinen poltto näkyi hienosti Arizonassa olevan MMT-teleskoopin kokotaivaankamerassa:


SpaceX:n johtajaperustaja Elon Muskin Tesla ei siis lennä Marsiin, vaan Aurinkoa kiertävälle radalle, joka ylettyy hieman Marsin rataa kauemmaksi Aurinkokunnassa, lähes astroidivyöhykkeelle. Sieltä auto palaa takaisin Maan tienoille ja jää kiertämään Aurinkoa tällaiselle radalle, joka poukkoilee Maan ja Marsin ratojen välissä.

Riski jompaan kumpaan planeettaan törmäämisestä on häviävän pieni.

Musk totesi ennen lentoa, että mikäli raketti toimii suunnitellusti, niin yhtiö alkaa tarjota vastaisuudessa Falcon Heavyn lentoja vain hieman perinteisen Falcon 9:n nykyhintatasoa kalliimmalla. 

Tämä tarkoittaa pientä vallankumousta, sillä avaruuteen lähettämisen kilohinta putoaa roimasti ja suurienkin kuormien laukaisu tulee kohtalaisen edulliseksi. Yleistänen tuplasti nykyistä painavampia ja olennaisesti kookkaampia lasteja laukaisuhinnalla, joka on kolmanneksen nykyisestä.

Samalla se tarkoittaa vaikeuksia kilpailijoille, eurooppalainen Ariane 5 mukaan luettuna. Niiden on käytännössä mahdotonta vastata kilpailuun nykyisillä kantoraketeillaan.

*

Laukaisun voi katsoa uudelleen aiemmin julkaisemallamme videosivulla, mihin on linkki myös alla.

Video: Tällaiselta Falcon Heavyn laukaisu näytti

Video: Tällaiselta Falcon Heavyn laukaisu näytti

SpaceX Falcon 9 Heavy -kantoraketin koelento tapahtui tänään illalla ja se sujui erinomaisesti – vain keskimmäisen rakettivaiheen onnistuneesta paluusta on vielä epäselvyyttä. Muilta osin lento meni aivan täydellisesti ja sen kuvamateriaali on upeaa, erityisesti kahden rakettivaiheen samanaikainen laskeutuminen. Tässä koko laukaisulähetys tallenteena. Tämä on kenties upein raketin laukaisu ikinä!

 

Jari Mäkinen
06.02.2018

Laukaisusta on tehty uusi, ajantasainen juttu. Alla on alkuperäinen, ennen laukaisua tehty juttu.

Raketin laukaisuikkuna aukeaa tänään illalla klo 20.30 Suomen aikaa ja yhtiö pyrkii lähettämään sen saman tien matkaan. Jos sää ei ole suotuisa tai eteen tulee teknisiä ongelmia, on aikaa lentoonlähtöön kahden ja puolen tunnin ajan, ennen kuin lentoa pitää siirtää eteenpäin.

Kennedyn avaruuskeskuksen sama laukaisualusta 39A on kokenut rajumpaakin menoa historiassaan, sillä sen päältä on laukaisu Saturnus V -kuuraketteja sekä avaruussukkuloita.

Nyt tiedossa on kuitenkin enemmän tulta ja rytinää kuin vuoksikausiin on ollut missään päin maailman rakettikeskuksissa.

Falcon 9 Heavy on suuri ja voimakas, mutta jättimäisenä sitä ei voi pitää: se on 70 metriä korkea, eli samaa luokkaa "normaalin" Falcon 9:n kanssa. Sen sijaan eroa tulee leveydessä, sillä vaakasuunnassa 12-metrinen Heavy on sama kuin kolme Falcon 9 -rakettia.

Ja niinhän onkin, sillä Heavyn periaate on yksinkertaisesti se, että se käyttää kolmea Falcon 9:n ensimmäistä vaihetta. Niiden yhteensä 27 rakettimoottoria tekevät siitä tällä hetkellä kaikkein voimakkaimman kantoraketin. 

Lähin kilpailija on United Launch Alliancen Delta 4 Heavy, joka on pienempitehoinen, mutta pari metriä korkeampi sekä leveämpi kuin Falcon Heavy. Deltan periaate on sama kuin Falconissa, eli ensimmäisen vaiheen rinnalla on kaksi muuta samanlaista, tosin Deltalla ne eivät ole uudelleenkäytettäviä.

Tällä Falcon 9 Heavyn ensilennolla keskirunkona oleva rakettivaihe on uusi, mutta rinnalla olevat ovat lentäneet jo kerran aikaisemmin. Tarkoituksena on tuoda kaikki kolme vaihetta takaisin alas, eli toimintansa päätteeksi ne palaavat lähtöpaikalle ja merellä olevan lavetin päälle; robottialus "Of Course I Still Love You" on siellä jo odottamassa.

Numeroina Falcon 9 Heavyn massa laukaisun aikaan on 1 420 tonnia ja rakettimoottorien sytyttämisen jälkeen sen alla jyllää 22 821 kN:n voima. Delta 4 Heavyn laukaisumassa on 733 tonnia ja sen kolme päämoottoria tuottavat yhteensä 9420 kN:n voiman. Tällä hetkellä suurimman työntövoiman kehittävä kantoraketti on eurooppalainen Ariane 5, jonka apuraketit ja keskellä oleva moottori tuottavat yhteensä 15 175 kN voimaa lentoonlähdössä.

Lennon logo

Lennon vaiheet

T-0:00:05    Sivulla olevien rakettien käynnistys
T-0:00:03    Keskirungon ensimmäisen vaiheen käynnistys
T-0:00:00    Lentoonlähtö
T~0:00:15    Pyörähdysliike (laukaisualustan varomiseksi)
T+0:01:06    Suurin aerodynaaminen paine, moottorien tehoa lasketaan
T~0:02:20    Toisen vaiheen moottoria aletaan jäähdyttää
T+0:02:29    Sivulla olevat vaiheet sammuvat
T+0:02:33    Sivulla olevat vaiheet irtoavat
T+0:02:50    Sivulla olevat vaiheet alkavat laskeutua alas
T+0:03:04    Keskirungon moottorit sammuvat
T+0:03:07    Keskellä oleva ensimmäinen vaihe irtoaa
T+0:03:15    Toisen vaiheen moottori käynnistyy
T+0:03:24    Keskimmäinen ensimmäinen vaihe aloittaa laskeutumisen
T+0:03:49    Nokkakartio irtoaa
T+0:06:41    Sivurakettien rakettimoottorien laskeutumispoltto alkaa
T+0:06:47    Keskivaiheen rakettimoottorien laskeutumispoltto
T+0:07:58    Sivuraketit laskeutuvat Cape Canaveraliin 
T+0:08:19    Keskivaihe laskeutuu merellä olevalle alukselle
T+0:08:31    Toisen vaiheen moottori sammuu
T+0:28:22    Toisen vaiheen moottori syttyy uudelleen
T+0:28:52    Toisen vaiheen moottori sammuu

Kuuden tunnin päästä toisen vaiheen moottori sysää Tesla Roadsterin poispäin Maasta vievälle radalle. 

Rata ei vie autoa lähelle Marsia, kuten videon lopussa annetaan ymmärtää, vaan itse asiassa se menee Aurinkoa kiertävälle hyvin soikealle radalle, jonka kaukaisin piste on Marsin radan tienoilla. Auto tuleekin aikanaan takaisin kohti maapallon kiertorataa, ja siksi Maahan törmääviä asteroideja etsivät tähtitieteilijät ovat kovasti kiinnostuneita auton lopullisesta radasta; ei olisi mukavaa, jos se sekoitettaisiin luonnolliseen kohteeseen. 

Todennäköisyys sille, että Tesla törmää joskus Maahan, on varsin pieni – ja jos niin käy, ei siitä ole haittaa.

Auton matkasta on tehty myös pätevän tuntuinen arvio:

Stop the press: Marsista löytyi hiekkaa

Markus Hotakainen

Jos kaikki Marsia koskevien jymyuutisten vesimäärä laskettaisiin yhteen, planeetalla lainehtisi kokonainen valtameri.

Ammoin sellainen on Marsissa todennäköisesti ollutkin, mutta tätä nykyä maailma on kylmä ja kuiva. Ja todennäköisesti myös kuollut.

Siellä on kyllä vettä, mutta pahimmillaan 120 asteen pakkasessa se on jäänä. Sitä löytyy sekä napa-alueilta, pinnan alta ikiroutana että toisinaan jääkidepilvinä ja jopa taivaalta tipahtelevina lumihiutaleina.

Nestemäistä vettä on etsitty kissojen ja koirien kanssa, ja usein sitä ollaan oltu löytävinään. Tällä kertaa tuli paha takapakki: Marsista löytyikin hiekkaa.

Yhtenä vahvana viitteenä nestemäisen veden ajoittaisesta esiintymisestä on pidetty kukkuloiden, kraattereiden ja kanjoneiden rinteitä kirjovia tummia juovia, joissa tapahtuu muutoksia vuodenaikojen vaihdellessa.

Pinnan alla piileksivän jään on ajateltu aika ajoin sulaneen sen verran, että pinnalle on tihkunut juoksevaa vettä, joka sitten on valunut rinnettä alas.

Kaunis ajatus, mutta väärä.

Juovilla on toki asiaankuuluva nimi ja kirjainlyhenne: Recurring Slope Lineae eli RSL. "Toistuvilla rinneviivoilla" ei ilmeisesti ole mitään tekemistä sen kummemmin jään kuin vedenkään kanssa.

Tutkijat ovat tarkastelleet huolella Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen ottamia kuvia Vallis Marineris -rotkojärjestelmään kuuluvasta Eos Chasmasta. Suurennuslasin alla on ollut kaikkiaan 151 juovaa.

Niiden todettiin muistuttavan hiekkadyynien rinteillä esiintyviä hiekkanoroja, jotka ovat rutikuivia muodostelmia. Lisäksi juovat näyttivät päättyvän yhtä loiviin rinteisiin riippumatta niiden pituudesta.

Tutkijoiden mukaan oikeastaan mikään ei sovi yksiin sen ajatuksen kanssa, että tummat juovat olisivat virtaavan veden aiheuttamia. Siksi lupaavalta tuntunut ajoittain kostea maailma onkin nyt kapulakielisesti "vesirajoitteinen ympäristö".

Tulevien miehitettyjen lentojen kannalta havainnolla ei ole suurta merkitystä. Jos ja kun ihminen joskus pääsee Marsiin saakka, pinnan alla korkeintaan metrin syvyydestä alkava routa ja jyrkänteiden seinämistä vastikään löytetyt jääesiintymät tarjoavat yllin kyllin vettä uudisasukkaiden tarpeisiin.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Tämä on todella jännää! Falcon 9 Heavy lähtee tiistaina ja pienin mahdollinen suhisi viikonloppuna

Elämme todellä jännittäviä aikoja! Avaruuslentojen historian eräs voimakkaimmista raketeista tekee nyt tiistaina ensilentonsa, ja samalla koko joukko aivan pieniä raketteja on tulossa mukaan laukaisemaan satelliitteja avaruuteen. Niille tehdään laukaisupaikkoja jopa täällä pohjolassa.

Viimeinkin se tapahtuu: SpaceX -yhtiön Falcon 9 Heavy -kantoraketin ensilento. Mikäli kaikki sujuu nyt suunnitelman mukaisesti, raketti nousee matkaan tiistaina illalla Suomen aikaa klo 20.30 – 23.00 auki olevan laukaisuikkunan aikana. 

Kyseessä on voimakkain nyt käytössä oleva kantoraketti ja historiallisesti neljänneksi voimakkain, sillä vain Apollo-kuualukset laukaissut Saturnus V, Avaruussukkula ja Neuvostoliiton Energia ovat olleet sitä voimakkaampia. Mukaan voisi laskea myös itänaapurimme kuuraketin N1:n, mutta se ei koskaan lentänyt onnistuneesti, joten sitä ei kannata ottaa huomioon.

Siitä, mikä on huomisen raskaan Falconin koelennon onnistumisen todennäköisyys, on vaikea sanoa mitään. Periaatteessa tekniikka perustuu luotettavaksi havaittuun Falcon 9:ään, mutta ensilento on aina ensilento, ja etenkin tällä kerralla isot voimat ovat pelissä. Kenties on turvallista ennustaa, että lento varmaankin onnistuu ainakin pääosin, mutta varmasti jotain pientä häikkiä tulee tapahtumaan.

Olen kuitenkin aika toiveikas sen suhteen, että kirsikanpunainen Tesla Roadster tosiaan saadaan singottua stereot soiden kohti Marsin rataa vievälle lentoradalle.

SpaceX
kantoraketti
Falcon 9 Heavy
Electron
Vector
SLS
Virgin launcher
North Star
SS-520
Jari Mäkinen
avaruustuubi
Avaruus

Luomuteleskoopille uusi suurennusennätys

Markus Hotakainen

"Kuinka paljon tuo kaukoputki suurentaa?" Kysymys on varmasti tuttu jokaiselle tähtiharrastajalle.

Niin sanotuissa "markettikaukoputkissa" lupaillaan jopa 1000-kertaisia suurennuksia, mutta käytännössä moisista lukemista ei ole mitään iloa. Näkökenttä menee tuhruksi jo paljon pienemmilläkin kertoimilla.

Suurennus ei edes ole kaukoputken keskeisin ominaisuus, vaan kyky kerätä mahdollisimman paljon valoa. Esimerkiksi Euroopan eteläinen observatorio ei parhaillaan rakenna Andeille Extremely Large Telescope -jättiläiskaukoputkea, jotta tähtitieteilijät saisivat käyttöönsä entistä isompia suurennuksia.

Syynä on se, että 39-metrinen mosaiikkipeili kerää valoa yli 250 kertaa enemmän kuin esimerkiksi Hubble-avaruusteleskoopin 2,4-metrinen pääpeili.

Höveliäisyydessään luonto on järjestänyt tutkijoille myös ”luomuteleskooppeja”, joilla pystytään tekemään havaintoja maailmankaikkeuden kaukaisimmista kohteista.

Suurten galaksijoukkojen vetovoima taivuttaa kauempana olevien kohteiden valoa, ja sopivissa olosuhteissa etäiset galaksit ja kvasaarit näkyvät monin verroin todellista suurempina ja kirkkaampina.

Albert Einsteinin ennustama ilmiö onnistuttiin näkemään ensimmäisen kerran 99 vuotta sitten, kun täydellisen auringonpimennyksen aikana otetuissa kuvissa Auringon lähellä erottuvat tähdet näyttivät hieman siirtyneen.

Tällaisten gravitaatiolinssien suurennukset jäävät kauas ihan tavallisten harrastajakaukoputkienkin lukemista, mutta nyt on tehty uusi ennätys. Ja kun kyse on miljardien valovuosien etäisyydellä olevista taivaankappaleista, jopa suurennuksella on väliä.

Hubble-avaruusteleskoopilla on kuvattu galaksijoukkoa nimeltä eMACSJ1341.9-2441 ja sen taustalta on löytynyt kaukainen galaksi, jolla on yhtä mielikuvituksellinen nimi eMACSJ1341-QG-1.

Galaksijoukon vetovoiman synnyttämä gravitaatiolinssi on suurentanut etäisen tähtijärjestelmän kuvajaisen 30-kertaiseksi.

Samaa luokkaa olevia "gravitaatiosuurennuksia" on havaittu aiemminkin, mutta tässä tapauksessa on oleellista, millaisen kohteen kuvajainen näkyy kymmeniä kertoja todellista suurempana.

eMACSJ1341-QG-1 on "uinuva" galaksi eli siinä ei synny kiivaaseen tahtiin uusia tähtiä, kuten yleensä kaukaisissa ja siten hyvin nuorissa tähtijärjestelmissä tapahtuu.

"Ison suurennuksen ansiosta meille tarjoutuu harvinainen tilaisuus tarkastella kaukaisen kohteen tähtipopulaatioita ja muodostuu käsitys sen todellisesta muodosta sekä muista ominaisuuksista", sanoo tutkimusryhmään kuuluva Johan Richard Lyonin yliopistosta.

Kuvaan on rajattu keltaisella katkoviivalla galaksin 30-kertaisesti suurentunut kuvajainen, pienemmässä laatikossa on galaksi sellaisena kuin se näkyisi ilman gravitaatiolinssiä.

Galaksihavainnosta kerrottiin Havaijin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Harald Ebeling/University of Hawaii, Institute for Astronomy.

Röntgenalueen mikrolinssi-ilmiö tuotti yllätyksen – tähtitieteilijät löysivät eksoplaneettoja Linnunradan ulkopuolelta Markus Hotakainen La, 03/02/2018 - 01:03
Markus Hotakainen

Muita tähtiä kiertäviä eksoplaneettoja tunnetaan jo yli 3 500, mutta muista galakseista niitä ei ole varmuudella löytynyt – ilmeisistä syistä. Eniten käytetyt ylikulku- ja säteisnopeusmenetelmät ovat melko etäisyysrajoitteisia ja ovat käyttökelpoisia vain pienellä alueella Linnunradassa.

Oklahoman yliopiston tähtitieteilijät ovat kuitenkin onnistuneet havaitsemaan planeettoja toisessa galaksissa. Löytö perustuu mikrolinssi-ilmiöön eli kaukaisemmista taivaankappaleista tulevien valonsäteiden taipumiseen ja "kuvan" kirkastumiseen etualalla olevan kohteen gravitaatiokentässä.

"Olemme hyvin innoissamme löydöstä. Ensimmäisen kerran olemme onnistuneet havaitsemaan planeettoja oman kotigalaksimme ulkopuolella", riemuitsee tutkimusta johtanut Xinyu Dai. "Mikrolinssitekniikkaa soveltavassa tutkimuksessa tehdyt havainnot selittyvät parhaiten planeetoilla."

Kuvan keskellä erottuvan ellipsigalaksin gravitaatio on kirkastanut kauempana olevan RX J1131-1231 -nimisen kvasaarin kuvajaisen neljäksi kirkkaaksi pisteeksi. Ilmiön tarkka mallintaminen on paljastanut elliptisessä galaksissa olevan ainakin parituhatta planeettaa, jotka ovat massaltaan Kuun ja Jupiterin väliltä.

"Galaksi on 3,8 miljardin valovuoden etäisyydellä eikä planeettoja ole mahdollista havaita suoraan edes parhailla tieteistarinoissa kuvitelluilla teleskoopeilla. Silti pystymme tutkimaan niitä, paljastamaan niiden olemassaolon ja jopa arvioimaan niiden massat", hehkuttaa Eduardo Guerras.

Löytö tehtiin Chandra-röntgenteleskoopilla, joka vietiin avaruuteen vuonna 1999. Sen oli määrä toimia viiden vuoden ajan, mutta ensi vuonna tulee täyteen jo kaksi vuosikymmentä. Röntgenhavaintojen mallinnus tehtiin Oklahoman yliopiston superlaskentakeskuksessa.

Ennätyskaukaisista eksoplaneetoista kerrottiin Oklahoman yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: University of Oklahoma

Centaurus A ja 16 kääpiötä

Markus Hotakainen

Centaurus A on jättimäinen ellipsigalaksi noin 13 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Se on siis melko läheinen tähtijärjestelmä, mutta pystyy silti edelleen yllättämään.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on todennut, että Centaurus A:lla on useita seuralaisgalakseja, mikä ei sinänsä ole omituista, mutta ne kiertävät emogalaksiaan samassa tasossa. Moista ei ole aiemmin havaittu oman Paikallisen galaksiryhmämme ulkopuolella.

"Löydön merkitys on siinä, että se kyseenalaistaa tietyt kosmologiset mallit ja simulaatiot, joiden on määrä selittää galaksien ja niiden seuralaisten keskinäiset suhteet", toteaa tutkimuksessa mukana ollut Marcel Pawlowski Kalifornian yliopistosta (University of California, Irvine).

Pimeän aineen "kylmän" mallin mukaan pienempien tähtijärjestelmien pitäisi sijoittua satunnaisesti isompien galaksien läheisyyteen eikä niiden liikesuunnissa pitäisi olla mitään järjestäytyneisyyttä. Niin ei kuitenkaan näytä olevan.

Jo aiemmin on havaittu, että Linnunradalla ja Andromedalla on seuralaisgalakseja, jotka kiertävät niitä samalla tavoin suuntautuneilla radoilla. Centaurus A on kolmas vastaavanlainen tapaus, joten teorian kannalta tilanne ei näytä kovin hyvältä.

Käytännön havaintojen ongelmana on pienten kääpiögalaksien liikkeen määrittäminen. Linnunradan tapauksessa se on vielä suhteellisen helppoa, koska sen seuralaisten etäisyys on pieni.

"Jos otat kuvan nyt, odottelet kolmisen vuotta ja otat uuden kuvan, niin näet, miten ne ovat liikkuneet. Siitä saadaan määritettyä nopeus ja suunta", Pawlowski havainnollistaa.

Tällä tavoin on määritetty yhdentoista Linnunradan seuralaisgalaksin liikkeet. Kahdeksan niistä kiertää kotigalaksiamme melko tarkkaan samassa tasossa sen "napojen" kautta eli kohtisuoraan Linnunradan tasoa vastaan. Samaan ryhmään kuuluu todennäköisesti useampiakin galakseja, mutta niitä ei pystytä havaitsemaan tiheiden pölypilvien takaa.

Andromedan galaksilta on löydetty 27 seuralaista, joista 15 kiertää sitä samassa tasossa. Centaurus A on paljon kauempana, joten himmeitä seuralaisgalakseja on vaikea havaita ja niiden liikkeiden määrittäminen on vielä vaikeampaa.

Nyt on kuitenkin onnistuttu tutkimaan tarkemmin kaikkiaan kuuttatoista Centaurus A:n seuralaista. Niistä peräti 14 kiertää galaksia samassa tasossa. Kolmen galaksin seuralaisista tehdyt havainnot ovat räikeässä ristiriidassa kosmologisten mallien kanssa, sillä ainoastaan 0,5 prosentilla "läheisen" avaruuden galakseista pitäisi olla tällä tavoin käyttäytyviä seuralaisia.

"Jotain on siis vielä huomaamatta. Joko simulaatioista puuttuu jokin keskeinen tekijä tai sitten niiden pohjana oleva malli on väärä. Tutkimuksemme perusteella näyttäisi olevan tarpeen kehittää vaihtoehtoisia malleja", Pawlowski pohtii.

Galaksitutkimuksesta kerrottiin UCI:n uutissivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Christian Wolf/SkyMapper team/Australian National University

Video: Tämä on näkymätön alue Maan ympärillä, jonka avaruuskilpailun alku paljasti

Video: Tämä on näkymätön alue Maan ympärillä, jonka avaruuskilpailun alku paljasti

Viime vuonna tuli kuluneeksi 60 vuotta ensimmäisen keinotekoisen satelliitin lähettämisestä. Se oli Neuvostoliiton Sputnik. Yhdysvallat tuli hieman perässä, ja laukaisi oman ensimmäisen satelliittinsa 31.1.1958 – se ei vain piipittänyt, vaan teki mullistavan löydön.


Jari Mäkinen
02.02.2018

https://youtu.be/3zNmgu6sQXk

Kyseessä olivat maapalloa ympäröivät säteilyvyöt, jotka tunnetaan nyt Explorer-1 -satelliitin säteilymittarin suunnitelleen tutkijan James van Allenin mukaan Van Allenin säteilyvöinä.

Vyöt muodostuvat maapalloa kiertävistä, samoille seuduille magneettikentän keräämistä hiukkasista, ja niistä on suurta haittaa esimerkiksi satelliittien elektroniikalle ja aurinkopaneeleille. Säteily saa elektroniikan sekaisin ja heikentää nopeasti aurinkopaneelien hyötysuhdetta. 

Pieni pikasatelliitti, joka teki ison löydön

Yhdysvalloilla oli suuria ongelmia avaruusajan alussa pysyä Neuvostoliiton tahdissa. Amerikkalaiset kantoraketit räjähtelivät ja tilanne näytti varsin toivottomalta – sikäläisestä näkökulmasta – kun Sputnik lensi kiertoradalle lokakuussa 1957.

Lisäksi silloin jo USA:ssa tiedettiin, että Neuvostoliiton raketti R-7 voisi kuljettaa avaruuteen suuremmankin satelliitin, joten oli julkisuusmielessä tärkeää, että amerikkalaissatelliitti saataisiin taivaalle mahdollisimman nopeasti.

Siksipä Yhdysvalloissa päätettiin rakettina käyttää pientä Juno-ohjusta, mutta se ei kyennyt viemään avaruuteen kovin suurta lastia. Niinpä sitä varten kehitettiin nopeasti pieni satelliitti.

Explorer 1:n tekeminen annettiin armeijan tutkijoille. Kaliforniassa ollut ennen kaikkea rakettityöntövoimatekniikkaa kehittänyt armeijan osasto Jet Propulsion Laboratory suunnitteli ja rakensi satelliitin vain muutamassa kuukaudessa. Mukaan päätettiin laittaa kolme pientä tutkimuslaitetta, geigermittari kosmisten säteiden mittaukseen, lankaristikko ja mikrofoni, jolla oli aikomus havaita mikrometeoriitteja. 

Koelaitteet suunnitteli Iowan yliopiston tutkija James Van Allen, joka on alla olevassa kuvassa keskellä. 

Itse satelliitti on herrojen käsissään pitämän pötkylän oikeanpuoleinen osa, sillä vasemmalla on kantoraketin ylin rakettivaihe.

Nyttemmin Jet Propulsion Laboratory on kuuluisa planeettaluotaimistaan; Explorer 1 osaltaan sysäsi keskuksen avaruustutkimuksen pariin.

Explorer 1:n massa oli vain 14 kg. Se laukaistiin hyvin soikealle kiertoradalle Cape Canaveralin rakettikeskuksesta Floridasta 31.1.1958 klo 22:48 paikallista aikaa ja toimi akkuvoimalla toukokuuhun 1958 saakka.

 

Jo satelliitin laukaisun aikaan osattiin arvata, että maapallon magneettikenttä voisi vangita korkeaenergisiä hiukkasia. Kun Explorer 1 laite lensi näiden hiukkasten muodostamien vyöhykkeiden läpi, pystyttiin niiden olemassaolo todistamaan ja lisäksi niistä saatiin paljon havaintoja. Esimerkiksi niiden kahden sisäkkäisen donitsin tyylinen olemus saatiin selville.

Vöissä kiitävät ultranopeat elektronit voivat aiheuttaa vakavia häiriöitä satelliittien elektroniikkaan ja säteily myös ikäännyttää satelliitteja ja mittalaitteita. Siltä suojautumiseen tarvitaan kalliita säteilysuojattuja komponentteja, jotka nekään eivät aina kestä vaihtelevassa ympäristössä.

Explorerin jälkeen lukuisat satelliitit ovat tutkineet säteilyvöitä ja maapallon lähiavaruuden jännittävää hiukkasleikkiä.

Varsinkin Nasan vuonna 2012 laukaisemat kaksi Van Allen -luotainta ovat mullistaneet käsityksemme säteilyvöistä. Vöiden rakenne on paljon oletettua monimutkaisempi ja elektronien vyöt saattavat muuttua äkillisesti ja rajusti. Tietomme säteilyvöistä on kasvanut, mutta niiden dynamiikkaan liittyy vielä paljon avoimia kysymyksiä.

Yllä oleva video on Van Allen Probe -hankkeen tekemä ja siinä kerrotaan tarkemmin säteilyvöistä ja niiden tutkimuksesta.

Suomessa on paljon lähiavaruuden olosuhteiden osaamista ja suomalaistutkijat ovat osallistuneet paitsi teoreettiseen työhön niiden selvittämiseksi, niin myös moniin avaruushankkeisiin, missä niitä on tutkittu.

Myös ensimmäinen suomalaissatelliitti Aalto-1 mittaa Maan ympärillä olevaa säteilyä mittarillaan ja tuleva Suomi 100 -satelliitti tekee radiotutkimuslaitteella epäsuorasti havaintoja maapallon lähiavaruuden plasmailmiöistä.

Myös tuore Suomen Akatemian huippuyksikkö, Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikkö pureutuu tutkimuksessaan avaruussäteilyyn.  Huippuyksikkö aikoo myös rakentaa ja lähettää piensatelliitteja säteilyvöitä tutkimaan – satelliittien tekemisestä vastaa Aalto-1:n takana oleva Aalto-yliopisto.

Nämä FORESAIL-nanosatelliitit ovat parhaillaan suunnitteluvaiheessa ja niistä tulee pienestä koostaan huolimatta erinomaisia: ne voivat tutkia säteilyvöitä nykyistä huomattavasti paremmalla aika- ja paikkaresoluutiolla, mikä vie niiden tutkimusta suuren harppauksen eteenpäin.

Jutun pohjana on Helsingin yliopiston tiedotuksen tekemä uutinen.

Tähtiötökät tutkivat yli miljoona tähteä vuodessa

Markus Hotakainen

Siding Springin observatoriossa Australiassa aletaan kartoittaa tähtiä ja galakseja ennätysvauhdilla. Nopeus perustuu pikkuruisiin robotteihin.

Uusi TAIPAN-spektrografi hyödyntää muiden vastaavien instrumenttien tavoin valokuituja, joiden avulla pystytään täsmäkeräämään valoa ainoastaan tutkittavista kohteista.

Ongelmana on ollut se, että valokuidut on sijoitettava kaukoputken näkökenttään tarkalleen oikeisiin kohtiin, jotta tähtien tai galaksien valo päätyy mittalaitteeseen. Se vie arvokasta havaintoaikaa.

Australian tähtitieteellisessä observatoriossa on nyt kehitetty uusi, havaintoja huomattavasti tehostava tekniikka, joka perustuu pieniin Starbug-robotteihin.

TAIPAN-instrumentissa valokuitujen sijoittelusta vastaavat 150 "tähtiötökkää" etsivät itsenäisesti uudet kohteet kuvakentästä ja siirtävät valokuidut oikeisiin kohtiin, mikä säästää huimasti aikaa.

Ensi alkuun instrumentilla toteutetaan kaksi laajaa tutkimushanketta: FunnelWeb-tähtikartoitus, jossa mitataan yli kolmen miljoonan tähden spektri, ja Taipan-galaksikartoitus, jossa tutkitaan kolmea miljoonaa galaksia.

Siding Springin observatorion UK Schmidt -teleskooppiin asennetun uuden instrumentin avulla pystytään mittaamaan 150 tähden spektri joka kuudes minuutti. Yhden yön aikana tähtiä kertyy 15 000 ja vuodessa toista miljoonaa.

Havainnot kootaan spektritietokantaan, jossa on miljoonia eteläisen taivaanpallon tähtiä. Kootun datan avulla pystytään esimerkiksi etsimään uusia planeettajärjestelmiä ja hyvin nuoria tähtiä.

"Lisäksi sen pohjalta saadaan muodostettua aiempaa paljon tarkempi kuva kotigalaksimme Linnunradan rakenteesta, historiasta ja tulevaisuudesta", listaa Uuden Etelä-Walesin yliopiston professori Chris Tinney.

Uudella instrumentilla tehtävä galaksitutkimus on puolestaan kattavin eteläisellä pallonpuoliskolla tehty spektroskooppinen kartoitus. Sen avulla pystytään määrittämään maailmankaikkeuden laajenemisnopeus yhden prosentin tarkkuudella.

"Taipan-galaksikartoitus kertoo meille sekä maailmankaikkeuden iän että koon ennennäkemättömällä tarkkuudella", toteaa Australian kansallisen yliopiston professori Matthew Colless.

TAIPAN on kuitenkin vasta prototyyppi. Samaa tekniikkaa hyödyntävä, vielä tehokkaampi MANIFEST-spektrografi on määrä asentaa seitsemästä 8,4 metrin peilistä rakentuvaan GMT-kaukoputkeen (Giant Magellan Telescope) sen valmistuttua 2020-luvun puolivälin tietämissä.

Uudesta tekniikasta kerrottiin Uuden Etelä-Walesin yliopiston uutissivuilla.

Kuva: David Brown/AAO

Tilaa aihepiirin Avaruus RSS-syöte