Euroopan eteläinen observatorio ESO on tehnyt perusteellisen teknisen analyysin suunnitellun INNA-megaprojektin vaikutuksista Paranalin observatorion havainto-olosuhteisiin Chilessä – ja tulokset ovat hyvin huolestuttavia. 

INNA on hanke, joka sisältää useita energia- ja käsittelylaitoksia, jotka levittäytyvät yli 3000 hehtaarin alueelle. Tämä vastaa pienen kaupungin kokoa.

Tämän suunniteltu sijainti on vain muutaman kilometrin päässä Paranalin observatoriosta, joka tällä haavaa on eräs parhaimmista paikoista koko maailmassa taivaan tarkkailuun.

INNA-hanketta johtaa AES Andes, yhdysvaltalaisen energiayhtiö AES Corporationin tytäryhtiö. 

ESO:n analyysin mukaan INNA lisäisi valosaastetta Very Large Telescope (VLT) -kaukoputken luona vähintään 35 % ja lähellä olevan Cherenkov Telescope Array Observatoryn (CTAO-South) yläpuolella yli 50 %. 

INNA lisäisi myös ilman turbulenssia.

Aivan viereen on rakenteilla myös maailman suurin tähtitieteellinen havaintolaite, Extremely Large Telescope eli ELT, jonka toimintaa uusi hanke myös haittaisi olennaisesti.

ESO ilmaisi julkisesti tammikuussa huolensa INNA-megaprojektin aiheuttamasta uhasta maailman pimeimmille ja kirkkaimmille taivaille.

Tuolloin tehty alustava analyysi osoitti, että INNA aiheuttaa suuria uhkia tähtitieteellisille havainnoille sen koon ja läheisyyden vuoksi. Nyt yksityiskohtainen tekninen analyysi on vahvistanut tämän. INNA:n vaikutus tutkimukselle olisi erittäin haitallinen.

Suurin ongelma on valosaaste

VLT sijaitsee noin 11 km:n päässä suunnitellusta INNA:sta. Siellä INNA saisi aikaan 35 % kavun valosaasteen määrässä.Hieman kauempana sijaitsevan ELT:n luona luku on 5 %.

Numerot sinällään eivät ole suuria, mutta ne ovat olennaisia erittäin tarkkoja havaintoja tehtäessä. Nyt olosuhteet ovat maailman parhaimpien joukossa.

Viiden kilometrin päässä sijaitsevan CTAO-Southin luona vaikutus olisi suurin: siellä valosaasteen määrä kasvaisi vähintään 55 %.

Toinen INNA:n vaikutus on ilmakehän turbulenssin, valon "hyppimisen" lisääntyminen. Lisäksi INNA-hankkeen rakennusaikana ilmassa olevan pölyn määrä lisääntyy ja tämä lisää teleskooppien optiikan saastumista. 

Numeroina VLT:n luona lisääntyvä turbulenssi voi saada aikaan jopa 40 prosentin heikkenemisen.

INNA:n tuuliturbiinit – niin toivottavaa ja suotavaa kuin uusiutuva energia onkin – saisi aikaan myös värähtelyjä, jotka haittaavat VLT:n käyttöä interferometrisiin havaintoihin. 

Todennäköisesti INNA myös lisäisi muiden hankkeiden keskittymistä samalle alueelle. ESO:n näkökulmasta INNA pitäisikin siitää kauemmaksi observatorioista. 

ESO:n tekemä raportti toimitetaan Chilen viranomaisille myöhemmin tässä kuussa osana INNA:n ympäristövaikutusten arviointiprosessia.

Näinä maailmanpoliittisesti myrskyisinä aikoina on hyvä iloita siitä, että uusi eurooppalainen kantoraketti Ariane 6 teki eilen ensimmäisen kaupallisen lentonsa. Kyseessä oli raketin toinen lento viime kesänä tapahtuneen ensilennon jälkeen. 

Raketin kyydissä oli ranskalainen tiedustelusatelliitti CSO-3, jonka raketin toinen vaihe vapautti aurinkosynkroniselle polaariradalle noin 800 kilometrin korkeudessa. 

Edellisellä Ariane 6:n lennolla ainoa kauneusvirhe oli toisen vaiheen viimeisen polton epäonnistuminen, minkä vuoksi suuri rakettivaihe jäi avaruuteen kiertämään Maata sen sijaan, että se olisi pudonnut alas tuhoutumaan ilmakehässä. Nyt tämä viimeinenkin poltto sujui suunnitellusti.

Tarkoituksena on tehdä tänä vuonna vielä neljä Ariane 6:n laukaisua, joista seuraava on suunnitteilla elokuulle. Silloin kyydin avaruuteen saa EUMETSATin MetOp-SG-A1.

Arianen laukaisupaikalla Ranskan Guyanassa on parhaillaan sadekausi, joten raketti nousi matkaan vetisissä ja pilvisissä oloissa. Laukaisua yritettiin ensimmäisen kerran maanantaina 3. maaliskuuta, mutta maajärjestelmissä olleen venttiilivian vuoksi laukaisua siirrettiin parilla päivällä eteenpäin. Kuva: Arianespace.

Kumoon Kuun pinnalla

Samaan aikaan, kun Ariane lensi kohti avaruutta, amerikkalainen Athena-laskeutuja lähestyi Kuun pintaa. 

Kyseessä on Intuitive Machines -yhtiön tekemä Nova-C -tyyppinen laskeutuja, jota yhtiö käytti myös viime vuonna tekemällään lennolla. Silloin korkeusmittarit jäivät varotilaan ennen laukaisua, joten ne eivät olleet lennolla päällä – avuksi otettiin laskeutujassa ollut Nasan kokeellinen tutkimuslaite, jonka tehtävänä oli kartoittaa Kuun pintaa kolmiulotteisesti,  mutta nyt se hakkeroitiin toimimaan myös korkeusmittarina. 

Tämän vuoksi alus laskeutui hieman suunniteltua nopeammin, eikä Kuun pintaan osuessaan se tullut ihan suoraan alaspäin, vaan lievästi sivuliikkeessä. Sivuttaissuuntainen nopeus nykäsi laskeutujan kaatumaan, etenkin kun yksi laskeutumislajoista jäi jumiin kiven tai pienen kraatterin vuoksi – jos se olisi voinut liikkua pinnalla vapaasti, ei sivuliikkeestä olisi ollut harmia.

Athena kuvasi Kuun etelänapaa ennen laskeutumistaan ja sai näkyviin myös laskeutumisalueensa, korkean tasangon Mons Mouton -vuoren huipulla. Kuva: Intuitive Machines.

Näyttää siltä, että vaikka korkeusmittarit toimivat nyt normaalisti, on alus jälleen kaatunut laskeutumisen jälkeen. Yhtiö on yhteydessä siihen, laskeutujan aurinkopaneelit tuottavat sähköä ja kaikki on muuten hyvin, paitsi että aluksen asento ei ole. 

Nähtäväksi jää, mitä tehtävistä voidaan nyt toteuttaa. Voi olla, että laskeutuja on liian korkea suhteessa sen laskeutumisjalkojen leveyteen, sillä vaikka massan hitaus on Kuussa sama kuin Maassakin, ei painovoima ole – pienikin sivuliike saattaa kaataa aluksen.

Jari Mäkinen kertoo enemmän laskeutujasta tällä videolla.

Bahamalla satoi taas romua

SpaceX:n Starship-raketti nousi kahdeksannelle koelennolleen viime yönä klo 1.30 Suomen aikaa. Lento tapahtui noin kaksi kuukautta edellisen lennon jälkeen. Silloin raketin ensimmäinen vaihe, suuri "boosteri" onnistui palaamaan näyttävästi takaisin laukaisualustan tornissa olevien metallipidikkeiden väliin, mutta itse Starship-avaruusalus tuhoutui matkallaan kohti avaruutta.

Ja juuri näin kävi nytkin. Boosteri palasi takaisin, mutta Starshipin vaikeudet alkoivat lähes samaan aikaan kuin edellisellä lennolla: kun laukaisusta oli kulunut 8 minuuttia ja 20 sekuntia, neljä kuudesta Starshipin moottoreista sammui. 

Edellisellä lennolla juuri samaan aikaan moottoreita alkoi sammua vähitellen, mutta nyt neljä moottoria sammui lähes yhtä aikaa.

Alus menetti ohjattavuutensa, alkoi pyöriä ja itsetuhojärjestelemä räjäytti aluksen, ettei siitä tulisi harmia.

Harmia tosin tuli nytkin samaan tapaan kuin edellisellä kerralla: lentoliikenne Bahaman seuduilla keskeytettiin, kun taivaalta satoi Starshipin romua.

Starshipissä on selvästi jokin vika, joka saa sen nyt tuhoutumaan samaan aikaan lentoa. Todennäköisesti seuraavaa koelentoa saadaan odottaa pitempään kuin kahden kuukauden ajan, ja samalla haave Starshipin saamiseksi Kuun pinnalle koelennolla vielä tänä vuonna näyttää hiipuvan – hyvä kun SpaceX saisi sen edes toimimaan vielä tänä vuonna.

Boosterin palaaminen alas tuntuu jo normaalilta, vaikka oli vielä hetki sitten kuin tieteistarinaa... Kuva: SpaceX

Lumihiutaleet ovat todella kiehtovia, koska ne kaikki ovat ainutlaatuisia. Niisstä yhdistyvät fysiikka ja kemia luonnonkauneuden kanssa.

Ne syntyvät, kun ilma on tarpeeksi kylmää, yleensä alle -5°C, ja ilmassa oleva vesihöyry pääsee jäätymään pienen pölyhiukkasen tai tai muun mikroskooppisen, ilmassa olevan hitusen ympärille. 

Kun vesihöyry alkaa kiteytyä sen pinnalle, lumihiutale kasvaa samalla pudoten alaspäin. Riippuen siitä, miten kasvava hiutale kulkee eri lämpötila- ja kosteusvyöhykkeiden läpi, hiutale kasvaa hieman eri tavalla.

Yleistäen lähellä nollaa olevissa lämpötiloissa syntyy yksinkertaisia neulamaisia muotoja. Hieman kylmemmässä, välillä jotakuinkin -5 °C – -10 °C, syntyy enemmän haarautuvia, tähtimäisiä lumikiteitä. Sitä kylmemmässä tulee enemmän levymäisiä ja lopulta alle -15 °C:n pakkasessa syntyvät kauneimmat, monimutkaiset ja haarautuneet lumihiutaleet.

Ainakin tänään Helsingissä satavat hiutaleet ovat sterotyyppisen tähtimäisiä. Todella kauniita. 

Lumihiutaleiden muoto johtuu siitä, että jäätyvät vesimolekyylit asettuvat kuusikulmaiseen eli heksagonaaliseen hilarakenteeseen. Tämä veden sisältämän vedyn sidoksista kumpuava kuusikulmaisuus näkyy lumihiutaleen rakenteessa, niin yksinkertaisissa jäälaatoissa kuin isosakaraisissa hiutaleissa. Kolmio- ja prismamaiset muodot ovat yksinkertaistuksia kuusikulmaisuudesta.

Koska lumihiutaleet ovat jäätä, ja valo kulkee helposti jään läpi samaan tapaan kuin lasikappaleen läpi, saa lumihiutaleiden muoto aikaan valon hajoamista, heijastumista ja sirontaa. Tämä valosekamelska saa aikaan sen, että lumi näyttää valkoiselta. 

Jokainen lumihiutale on ainutlaatuinen, koska jokainen syntyy hieman eri tavalla. Lämpötila, kosteus, paine ja putoamisreitti vaikuttavat siihen, miten vesihöyry kiteytyy jääksi. 

Lumihiutaleet ovat yleensä koontaan muutamia millimetrejä, 1–5 mm, mutta hyvissä olosuhteissa voi syntyä myös parin sentin kokoisia "jalkarättejä". 

Guinnessin ennätysten kirjan perusteella suurin tietoon tullut lumihiutale oli 38 cm leveä. Se  havaittiin vuonna 1887 Fort Keoghissa, Montanassa, Yhdysvalloissa, mutta koska tätä ei ole dokumentoitu tarkasti, voi tämä jättilumihiutale olla myös tarua. 

Lumihiutaleita on ihailtu ja ihmetelty kautta aikain, mutta (tiettävästi) ensimmäisen tieteellisen katsauksen niihin teki Wilson Bentley (1865–1931). Hän kuvasi tuhansia lumihiutaleita mikroskoopilla.

Japanilainen Ukichiro Nakaya luokitteli lumihiutaleita niiden muodon perusteella ja teki ensimmäisen lumihiutaleiden muotodiagrammin, jonka avulla voidaan selittää hiutaleiden muodostumista ilmakehän eri olosuhteissa.

Otsikkokuvassa on amerikkalaisen Israel Perkins Warrenin (1814–1892) piirroksia lumihiutaleista.

Suomessa lumihiutaletutkimusta ovat tehneet mm. Annakaisa von Lerber ja Jani Tyynelä. 

Nykyisin lumihiutaleiden muodostuminen voidaan mallintaa kvanttifysiikan avulla; lumihiutaleet auttavat puolestaan ymmärtämään kiteiden kasvua ja itseorganisoitumista.

Neutriinot ovat omituisia avaruuden vipeltäjiä. Ne vuorovaikuttavat erittäin huonosti tavallisen aineen kanssa, minkä vuoksi niitä on erittäin vaikeaa havaita.

Niitä kutsutaankin haamuhiukkasiksi, vaikka niitä on valtavasti: Noin 65 miljardia neutriinoa kulkee joka sekunti jokaisen neliösenttimetrin läpi Maan pinnalla, myös sinun lävitsesi.

Neutriinon massa on miljoona kertaa pienempi kuin elektronin, ja niitä syntyy koko ajan ällistyttävän paljon Auringossa, muissa tähdissä, supernovaräjähdyksissä ja erilaisissa avaruuden suurienergisissä tapahtumissa. Myös kaikista tapahtumista järein, big bang, synnytti neutriinoita, jota haahuilevat edelleen maailmankaikkeudessa.

Kosmiset säteet tuottavat myös neutrinoita ilmakehän molekyyleihin osuessaan.

Koska neutrinoita on hankalaa havaita, ovat neutriino-observatoriot varsin omalaatuisia. 

Nyt ennätyksellisen neutriinon havainnut laitteisto on nimeltään KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) eli "kuutiokilometrin kokoinen neutriinoteleskooppi". Siinä on yli 5600 herkkää valoilmaisinta, jotka on sijoitettu 2500 – 3500 metrin syvyyteen Välimereen kahteen paikkaan lähellä Toulonia Ranskassa ja Sisiliaa Italiassa.

KM3NeT koostuu tällaisista palloista, joiden sisällä on otsikkokuvassa olevia pienempiä palloja, joiden sisällä valoilmaisimet ovat. KM3NeT on italialais-ranskalais-alankomaalainen yhteishanke. Kuva: KM3NeT-kollaboraatio. Otsikkokuva: Jari Mäkinen.

Pallot ovat meressä kaapeleissa, jotka kulkevat ankkurista kellukkeeseen. Piirros: KM3NeT-kollaboraatio.

Teleskooppi toimii siten, että se havaitsee valoilmaisimillaan ns. Tšerenkovin valoa. Kun neutriino törmää vesimolekyyliin, se synnyttää hiukkasia, jotka liikkuvat nopeammin kuin valo vedessä. Tämä aiheuttaa sinisen valon väläytyksen, jota kutsutaan Tšerenkovin valoksi.

Kyllä, luit oikein: hiukkaset liikkuvat valoa nopeammin. Vaikka mikään ei voi liikkua tyhjiössä valoa nopeammin, ei tilanne ole sama vedessä, missä vesi saa aikaan sen, että valon nopeus on 1,33 kertaa hitaampi kuin tyhjiössä. Väliaine, eli vesi, ei vaikuta kuitenkaan hiukkasten nopeuteen.

Valoilmaisimet havaitsevat näitä heikkoja ja harvoja sinisen valon välähdyksiä, ja kun ilmaisimia on paljon laajalla alueella, voidaan niiden avulla nähdä hiukkasen rata kolmiulotteisesti. Merten syvyyksissä on säkkipimeää, joten valontuikahdukset näkyvät hyvin.

Kun havaintoja analysoidaan tietokoneella, voidaan päätellä neutriinon alkuperä ja energia.

Piirros neutriinon radasta ja siitä, miten sen reitti voidaan saada selville. Koska neutriinot kulkevat myös maapallon läpi kuin tyhjää vain, niitä tulee teleskooppiin joka puolelta, myös alapuolelta. Piirros: KM3NeT-kollaboraatio.

30 kertaa aiempaa äreämpi neutriino

Eilen 12. helmikuuta 2025 julkaistiin Naturessa artikkeli, jossa KM3NeT-kollaboraatio kertoo havainneensa suurienergisimmän koskaan havaitun neutriinon.

Neutriinon energia on noin 220 petaelektronivolttia (PeV), eli kolmekymmentä kertaa suurempi kuin aiemmin havaitut. Kysymys kuuluukin: missä ja millaisessa prosessissa ultrakorkeaenerginen neutriino voi syntyä? 

Mustien aukkojen törmäys? Haamu maailmankaikkeuden synnystä?

Yhden havainnon perusteella on vaikea tehdä vielä johtopäätöksiä, mutta nyt tutkijat osaavat kiinnittää paremmin huomiota aivan uuden energiatason neutriinoihin ja toivoa, että niitä saadaan haaviin lisää. 

Tässä auttaa myös se, että KM3NeT ei ole vielä täysin valmis. Siihen lisätään enemmän valoilmaisimia, ja se on lopullisessa muodossaan vasta vuonna 2030.

*

Uutisen lähteenä on Ranskan kansallisen tutkimuskeskuksen CNRS:n tiedote. 

Hiilidioksidin talteenotto ilmasta luvaava tapa paitsi tuottaa hiilidioksidia monenlaiseen käyttöön, niin myös vähentää ilmassa olevan hiilidioksidin määrää. Hiilidioksidin muuttaminen kemiallisella prosessilla polttoaineeksi on sekin kiinnostava tapa tehdä synteettistä polttoainetta ja vähentää esimerkiksi lentämisen hiilidioksidijalanjälkeä.

Temppu vaatii paljon energiaa, ja laajamittaisesta toiminnasta ollaan vielä hyvin kaukana. Tämän teknologian varaan ei siis kannata vielä laittaa muuta kuin toiveita tulevaisuuden teollisen mittakaavan toiminnasta.

Tampereella on otettu kuitenkin kiinnostava askel kohti hiilidioksidilla tuotetun lentopolttioaineen kaupallista valmistamista.

Kaksi suomalaisyhtiötä, lappeenrantalainen Soletair Power ja tamperelainen Liquid Sun ovat käynnistäneen yhteishankkeen, jolla tutkitaan synteettisen lentopolttoaineen (eSAF) valmistamista rakennusten ilmanvaihtojärjestelmistä talteen otetulla hiilidioksidilla.

Yhteistyö alkoi marraskuussa 2024, kun Soletair Power toimitti ilmasta talteenotettua hiilidioksidia (CO₂) Liquid Sunille tutkimus- ja kehitystyöhön.

Liquid Sun hyödyntää ja testaa toimitettua hiilidioksidia teollisessa eSAF-demonstraatiossaan Tampereella. Yhtiö käyttää ns. matalalämpöelektrolyysiteknologiaa, joka on energiatehokkaampaa kuin perinteiset elektrolyysitekniikat. Suurin ero vanhaan ovat katalyytit, jotka alentavat reaktion aktivoitumisenergiaa ja parantavat tehokkuutta. Tyypillisiä katalyyttejä ovat platina ja muut jalometallit. Niiden haittapuolia ovat korkea hinta ja kestävyys. 

”Tämä on meille todellinen virstanpylväs", iloitsee Liquid Sunin toimitusjohtaja Pasi Keinänen yhtiön lähettämässä tiedotteessa. 

"Tietääkseni kyseessä on yksi ensimmäisistä kokeiluista Suomessa – ja mahdollisesti koko Pohjoismaissa – jossa ilmakehästä talteenotettua CO₂:ta hyödynnetään eSAF-raaka-aineen kehitystyössä. Kehittämämme teknologia ei ainoastaan vauhdita e-polttoaineiden kaupallisen mittakaavan tuotantoa, vaan luo Suomelle mahdollisuuden nousta maailman johtavien e-polttoainetuottajien joukkoon."

Soletair Power on puolestaan erikoistunut Direct Air Capture (DAC) -teknologiaan, joka mahdollistaa hiilidioksidin talteenoton suoraan ilmasta esimerkiksi rakennusten ilmanvaihtojärjestelmien kautta. 

”Hiilidioksidin talteenotto on vasta ensimmäinen askel – sen hyödyntäminen on aivan yhtä tärkeää. Liquid Sunin kanssa tehtävä yhteistyö osoittaa iloksemme toteen sen, miten Soletair Powerin DAC-teknologia voi edistää kestävän lentopolttoaineen tuotantoa”, kertoo Soletair Powerin toimitusjohtaja Petri Laakso samaisessa tiedotteessa.

Vaikka matkaa kestävien polttoaineiden laajamittaiseen tuotantoon on vielä paljon,  osoittaa Soletair Powerin ja Liquid Sunin hanke sen, että ilmasta talteenotetun hiilidioksihin hyödyntäminen tässä on mahdollista. 

Ja että suomalaisyhtiöt ovat vahvasti mukana teknologian kehittämisessä.

*

Artikkeli perustuu suurelta osin tiedotteeseen ja kuvat ovat osa sen mukana tullutta materiaalia.

Aloitetaan asteroiditapauksen analysointi kokoarviolla.

Kaikkein todennäköisimmin 2024 YR₄ on läpimitaltaan noin 55-metrinen. Kuvittele siis eteesi 15-kerroksisen talon korkuinen kivimurikka, joka peittää jalkapallokentän (100x60 m) puolikkaan.

Tuollaisen asteroidin massa on noin 2 miljoonaa tonnia. Se on toisin sanoen 250 kertaa massiivisempi kuin raskain Suomessa operoiva tavarajuna, 18 kertaa massiivisempi kuin Turussa rakennettu Oasis of the Seas -jättiristeilijä, tai kolmanneksen Kheopsin kuulusta pyramidista.

Lisäksi mitat voivat olla jonkin verran suurempia tai pienempiä. Halkaisijasta voidaan sanoa varmasti vain että asteroidi on 40–100 -metrinen. Sen massa taas on 0,3–33 miljoonaa tonnia, tiheydestä riippuen. Materiaali kun voi olla komeettojen tapaan hötyistä jäätä, kivimurskaa, umpikiveä, tai jopa tiivistä rauta-nikkeliseosta. Kaikkea tältä väliltä.

Kokoja on varsin vaikea hahmottaa, mutta Eduskuntatalo Helsingissä on hyvä vertailukohta: sen leveys pohjois-eteläsuunnassa on 78 m ja länsi-itäsuunnassa 55 m. Ristimitta on noin 95 m. Kuva: Jari Mäkinen
 

Kokoarvio perustuu asteroidin oletettavasti heijastaman valon määrään. 

Aurinkokunnassa tiedetään kuljeskelevan niin kirkkaita kuin tummempiakin pienkappaleita. Jos 2024 YR₄:n pinta sattuu heijastamaan paljon valoa, sen läpimitta olisi hieman alle 50-metrinen, kun taas tummempana ja huonosti heijastavana kappaleena halkaisija voisi olla jopa sadan metrin luokkaa. 

Edellisessä jutussamme mainittu ESA:n arvio on maksimissaan 95 metriä, mutta muutamalla metrillä ei ole ison kuvan kannalta merkitystä.

Jahka asteroidin spektri saadaan mitattua tarkemmin, nähdään kuinka se heijastaa eri aallonpituuksia. Tuolloin pintamaterian laatua voidaan arvioida tarkemmin ja sen koostumus ja halkaisija voidaan lyödä lukkoon varsin tarkkaan. Mutta sen massa on yhä tuolloinkin epäselvä, sillä näistä tiedoista ei vielä pystytä sanomaan että onko ehkä kyse soraläjästä, yhtenäisestä kiinteästä kappaleesta, vai jostain näiden ääripäiden väliltä.

Asteroidi 243 Ida on tyypillinen aurinkokunnan pienkappale, joskin se on kertaluokkaa suurempi kuin 2024 YR₄. Halkaisijaltaan Ida on 59,8 × 25,4 × 18,6 kilometriä. Galileo-luotain lensi sen ohi Marsin ja Jupiterin välissä vuonna 1994. Kuva: Nasa.

Törmäystapahtuma hetki hetkeltä

Kuvitellaan, että 2024 YR₄ todella törmää. Mitä tuolloin tapahtuisi?

Todennäköisin törmäyshetki näyttää tällä hetkellä olevan 22.12.2032 klo 11:37 Suomen aikaa. Epävarmuutta on tosin muutaman tunnin verran, eli se voi sattua joskus välillä klo 08.09–15.05. 

Kunhan törmäysaika lasketaan sekunnilleen, selviää myös lopullinen törmäyspaikka. Nykytiedoilla voidaan sanoa vain, että törmäyspaikka on luultavasti jossain hieman päiväntasaajan pohjoispuolella: Etelä-Amerikassa, Afrikassa, Intiassa, tai niiden välisillä merialueilla.

55-metrinen asteroidi on riittävän suuri näkyäkseen ihan paljaalla silmälläkin ehkä puolisen tuntia ennen törmäystä taivaalla nopeasti liikkuvana valopisteenä. Sen voi kuitenkin erottaa vain yöpuolelta, sieltä mistä katsoen Aurinko sattuu valaisemaan kappaleesta riittävän suurta osaa. 

Päiväpuolella asujat eivät kiveä voi nähdä ennen sen tuloa ilmakehään.

Sekä asteroidin kiertonopeus Auringon ympäri että Maan painovoiman vaikutus siihen on saatu laskettua jo varsin tarkkaan. Törmäyksessä asteroidi tunkeutuu ilmakehään huimalla 17 kilometrin sekuntivauhdilla.

Helsingistä pääsisi Tampereelle tuolla vauhdilla 10 sekunnissa. Asteroidin koko ilmalento hoituu samassa ajassa. Ilmassa ehtii kuitenkin tapahtua hyvin paljon.

Ilma asteroidin edessä puristuu kasaan, ionisoituu ja alkaa hehkua, kuumentaen samalla murikan pintaakin ehkäpä noin millin syvyydeltä. Taivaalla näkyy nopeasti suureneva ja paikoin hehkuva pallo. Sen perässä leviää sankka savuvana.

Ilmakehä jarruttaa asteroidia rankasti, rasittaen sen rakennetta äärimmilleen. Siihen syntyy pieniä rakoja ja halkeamia, jotka repeytyvät lopulta auki. 

Noin 50 kilometrin korkeudella asteroidi alkaa hajota, mikä tosin näkyy maanpinnalle vain välähdyksinä ja savuvanan hetkellisiä laajentumina. Lopulta 5 – 6 kilometrin korkeudella asteroidi hajoaa lähes täydellisesti suuressa räjähdyksessä.

Noin 15 metriä halkaisijaltaan ollut meteori törmäsi Maahan Tšeljabinskin luona 15. helmikuuta 2013. Se räjähti noin 30–50 kilometrin korkeudessa. Kuva: via ESA.

Räjähdyksen tuloksena pintaan alkaa parin sekunnin päästä ropista meteoriitteja, luultavasti yhä muutaman kilometrin sekuntinopeudella. Mukana on kaikkea tomusta pesukoneen kokoisiin järkäleisiin. 

Kivien jysähtelyä maahan voi verrata vaikkapa rypälepommien keskityksen. Rytäkässä syntyy pieniä kraatterinpoikasia sinne sun tänne. Mutta tämä pommitus rajautuu kuitenkin pääosin asteroidin alkuperäiseen lentosuuntaan. Se ei suinkaan ole pahinta mitä on luvassa.

Arizonassa oleva Barringerin kraatteri on noin 1200 metriä leveä ja 170 metriä syvä. Sen synnytti Maahan osunut noin 50-metrinen nikkelirauta-asteroidi 50 000 vuotta sitten. Tiedetuubin Klubi vieraili paikalla vuonna 2017. Kirjoittaja on eturivissä neljäs vasemmalta. Kuva: Jari Mäkinen.

Paineaalto

Törmäyksen suurin haitta tulee suoraan ilmassa tapahtuneesta räjähdyksestä. Voimakkuudeltaan posaus on noin kahdeksaa megatonnia TNT:tä, vastaten suurta vetypommia. Siitä lähtevä paineaalto suuntautuu tasaisesti joka suuntaan, kaataen ja murskaten taloja, puita, siltoja – lähes kaikki maanpäälliset rakenteet. Äänen nopeudella etenevä paineaalto saavuttaa minuutissa 20 kilometrin etäisyyden.

Tämä nähtiin selvästi vuonna 2013 tapahtuneessa Tšeljabinskin meteoritörmäyksessä: paineaalto sai aikaan suuria vaurioita, kappaleiden putoaminen maahan ei.

Suoraan räjähdyksen alla olevasta pisteestä täytyy mennä noin viiden kilometrin päähän, jotta selviäminen olisi mahdollista muutoin kuin aivan ihmeen kaupalla. Todennäköistä se alkaa kuitenkin olla vasta 15 kilometrin päässä.

Merellä sattuessaan paineaalto puskee alleen jopa parikilometrisen kraatterin, joka kuitenkin oikenee nopeasti. Samalla syntyy ulospäin leviävä tsunamiaalto. Aivan kraatterin reunalla sen korkeus on useita kymmeniä metrejä, mutta jo 10 kilometrin päässä vain 2–4 metriä. 

Symmetrisyydestä ja veden edestakaisesta loiskahtelusta johtuen tsunamia ei 20 kilometrin etäisyydellä enää ehkä edes huomaa.

Nyt määritellyllä vaaravyöhykkeellä elää vähintään 200 miljoonaa ihmistä. 

Miljoonakaupunkeja alueella on hieman yli 30 kappaletta. Äärimmäisen ikävästi osuessaan asteroidi voisi tuhota hetkessä vaikkapa jonkin jättimäisen metropolin, kuten Bogotan (11 miljoonaa asukasta), Kalkutan (15 milj.), Lagosin (21 milj.), Mumbain (23 milj.) tai Dhakan (24 milj.).

Rajattu alue osoittaa tämänhetkisen törmäysriskin alueen, pohjalla on vuoden 2020 väestöntiheyskartta. Kuva: Daniel Bamberger / Duncan Smith (LuminoCity3D) / Jarmo Korteniemi.

Onneksi törmäys on hyvin epätodennäköinen, ja osuminen kaupunkiin on vielä hirmuisen paljon epätodennäköisempää.

Nämä vaikutukset on laskettu uumoillun kokoiselle 55-metriselle kiviasteroidille. Laskennallisesti moisia törmää Maahan keskimäärin tuhannen vuoden välein.

Hieman pienempi tai harvempaa materiaalia oleva asteroidi räjähtäisi korkeammalla ja pienemmällä voimakkuudella. Sen synnyttämä paineaalto ei yltäisi yhtä vahvana yhtä kauas, eikä tuhovaikutus olisi yhtä mittava. Kaupungin päälle osuessaan kuolonuhreilta ei luultavasti voitaisi kuitenkaan välttyä, jos alla olevia alueita ei evakuoitaisi ajoissa.

Suurempi (tai tiheämpi) murikka räjähtäisi joko alempana ilmassa, tai yltäisi maahan asti ja siirtäisi energiastaan aimo osan kiveen. Tuolloin pahin ongelma ei lähiympäristössä olisi paineaalto, vaan niskaan satava kiviaines.

Kaikeksi onneksi 2024 YR₄ on riittävän pieni (ja törmäyshetki on vielä tarpeeksi kaukana) että törmäys voitaisiin nykytekniikalla välttää. Toimeen täytyisi kuitenkin ryhtyä pian sen jälkeen jos ja kun törmäys varmistuu.

Riittää, että sen vauhtia hidastetaan tai nopeutetaan vain hieman, jotta se ei ole Maan kanssa samassa pisteessä aivan tismalleen samaan aikaan. DART-luotain osoitti vuonna 2022, että suurempikin asteroidi liikahtaa riittävästi kun saa vain riittävän nopean töytäisyn raskaalla laitteella.

DARTin törmäys Dimorphosiin kuvattuna Etelä-Afrikassa olevalla Lesedi-teleskoopilla. Kuva: SAAO

Mitä aikaisemmin asteroidia päästään tuuppimaan, sitä helpommin sen sijaintiin Maan luona vuonna 2032 voisi vaikuttaa.

Toisaalta, jos törmäyspaikka olisi riittävän syrjäinen, asteroidin kannattaisi ehdottomasti antaa törmätä. Törmäysprosessia ja sen vaikutuksia olisi nimittäin tärkeätä päästä tutkimaan ihan todellisessa maailmassa – tämä kappale kun on tarpeeksi suuri, mutta ei kuitenkaan niin iso, että sillä olisi maailmanlaajuisia vaikutuksia.

Olisi hyvä päästä varmistamaan että simulaatiot antavat edes suurpiirteisesti oikeata tietoa.

Tarkasti ennustettu ja seurattu isohko törmäys olisi täysin ainutlaatuinen tapahtuma koko ihmiskunnan historiassa. Pääsisimme kerrankin näkemään Aurinkokunnan yleisimmän geologisen prosessin toimessa.

Peukut pystyyn!

-

Otsikkokuvassa on liitetty yhteen Apollo-astronauttien kuvaama maapallo ja Lutetia-asteroidi. Alkuperäiset kuvat: Nasa.

Yksi esimerkki Occamin partaveitsen soveltamisesta on tunnistamattomien lentävien kohteiden eli ufojen (Unidentified Flying Object) tai modernimmin tunnistamattomien ilmassa esiintyvien ilmiöiden (Unidentified Aerial Phenomena eli UAP) selittäminen.

Joidenkin mielestä ne ovat tähtienvälisiä aluksia, joilla alienit ovat tulleet maapallolle, monet pitävät niitä arkisesti taivaankappaleina tai ilmakehän valoilmiöinä, joita ei vain ole osattu havaintohetkellä tunnistaa. 

Ensimmäinen selitys on näistä kahdesta huomattavan paljon monimutkaisempi, sillä se vaatisi vieraan sivilisaation olemassaoloa, hyvin kehittynyttä tekniikkaa ja kykyä tähtienvälisten etäisyyksien taittamiseen.

Jälkimmäisen mukaan ”ufo” voi olla iltataivaalla loisteleva Venus tai kirkas halo, esimerkiksi sivuaurinko. Occamin partaveitseä sovellettaessa se on yksinkertaisempi ja siten todennäköisempi selitys – jos kohta se on sitä ilman teräaseitakin.

Nimensä periaate on saanut Vilhelm Occamilaiselta, 1200- ja 1300-lukujen taitteen molemmin puolin eläneeltä englantilaiselta fransiskaanimunkilta ja filosofilta. Veljeskuntansa edustajana Vilhelm eli köyhyydessä ja korosti säästäväisyyden hyvettä.

Tuoreen tutkimuksen mukaan ”säästäväisyyden periaate” eli Occamin partaveitsi ei kuitenkaan ole takuuvarma tai edes paras mahdollinen tapa arvioida erilaisten hypoteesien paremmuutta. Yksinkertainen ei siis aina ole kaunista. Tai ainakaan kauneinta.

Marina Dubovan, Indianan yliopiston tutkijan, johdolla laaditussa artikkelissa todetaan, että Occamin partaveitsi on menettämässä teränsä: jos siihen luotetaan liian vankasti ja yksioikoisesti, vaarana on, että tutkijat tekevät helposti virhepäätelmiä ja hukkaavat mahdollisuuksia tehdä merkittäviä löytöjä.

Dubovan tutkijaryhmän tekemien tietokonesimulaatioiden perusteella näyttää vahvasti siltä, että sattumanvaraiset kokeet tuottavat ainakin tietyissä tilanteissa parempia malleja kuin ennakko-oletuksiin perustuvat kokeet. 

Erityisen haitalliselta vaikuttaa monimutkaisten mallien johdonmukainen välttely. Se voi pahimmillaan viedä tutkimusta tyystin vikasuuntaan. Siksi Occamin periaatetta pitäisikin soveltaa säästeliäästi (pun intended…), ja valita tutkimuksen ja sen kohteen luonteen mukaisesti joko yksinkertainen tai mutkikas malli. 

Yksi esimerkki monimutkaisten mallien hyödyistä löytyy ilmastonmuutosta koskevasta tutkimuksesta. Paitsi että ilmasto ja sen muuttuminen on jo lähtökohtaisesti mutkikas ilmiö, siihen liittyvien ennusteiden laatimisessa käytetyt mallit tuottavat tarkempia tuloksia, jos niitä ei karsita liikaa. 

Usein jopa keskenään ristiriitaiset ilmastomallit tuottavat oikein yhdistettyinä paremmin oikeaan osuvia ennusteita todellisen maailman ilmiöistä kuin Occamin partaveitsellä perinteiseen tapaan siistityt mallinnukset.

Jatkotutkimuksen tehtävä on selvittää, miten valinta yksinkertaisten ja monimutkaisten mallien välillä olisi mielekkäästi ja perustellusti tehtävissä.