Tylos, eli WASP-121b, on noin 900 valovuoden päässä meistä Peräkeulan tähdistössä sijaitseva eksoplaneetta. 

Se on vähän kuin iso ja kuuma Jupiter, kaasujättiläinen, joka kiertää tähteään niin lähellä, että vuosi siellä kestää vain noin 30 Maan tuntia. Koska planeetta on vuorovesilukittunut tähtensä kanssa, on sen toisella puolella koko ajan kuumaa ja toisella kylmää.

Tutkijaryhmä on onnistunut selvittämään nyt Tyloksen kaasukehän rakenteen kolmiulotteisesti. Kiinnostavinta ovat erityisesti tuulet kaasukehän eri kerroksissa. 

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun eksoplaneetan kaasukehästä on saatu näin yksityiskohtaista tietoa. Aiheesta julkaistiin tänään artikkeli Nature-lehdessä.

"Se, mitä löysimme, oli yllättävää: suihkuvirtaus pyörittää kaasua planeetan päiväntasaajan ympäri, kun taas erillinen virtaus kaasukehän alemmissa kerroksissa siirtää kaasua kuumalta puolelta viileämmälle puolelle", kertoo Julia Victoria Seidel, artikkelin pääkirjoittaja ja tähtitieteilijä Euroopan eteläisessä observatoriossa (ESO) sekä Nizzan observatorion Lagrange-laboratoriossa.

Suihkuvirtaus kattaa puolet planeetasta ja kiihdyttää itsensä huimaan vauhtiin planeetan kuumalla päiväpuolella. 

"Voimakkaimmatkin hurrikaanit Aurinkokunnassamme ovat rauhallisia verrattuna tähän", Seidel toteaa ESO:n tiedotteessa.

Tutkijaryhmä käytti ESO:n VLT-observatorion kaikkia neljää teleskooppia, joiden valo yhdistettiin ESPRESSO-instrumentilla siten, että teleskoopit toimivat kuin yksi, todella suuri havaintolaite. Paitsi että neljän teleskoopin valoa keräävä peilipinta-ala on suuri, niiden välinen etäisyys saa aikaan sen, että kuva on yhtä tarkka kuin olisi koko observatorion kokoisella teleskoopilla.

Samaa tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää myös muiden eksoplaneettojen kaasukehien tutkimiseen.

"VLT:n avulla saatoimme tutkia eksoplaneetan kaasukehää kolmessa eri kerroksessa", sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Leonardo A. dos Santos, joka toimii Space Telescope Science Institutessa Baltimoreissa, Yhdysvalloissa. 

Tiimi seurasi raudan, natriumin ja vetykaasun liikkeitä kaasukehässä, ja näiden avulla saatiin selvitettyä tuulet syvällä, keskikerroksissa ja pinnnalla. 

Havainnot paljastivat myös titaanin olemassaolon juuri suihkuvirran alapuolella, kuten toisessa tutkimuksessa, joka julkaistiin Astronomy and Astrophysics -lehdessä. Tämä oli myös yllätys, koska  aiemmat havainnot olivat osoittaneet titaanin puuttuvan kaasukehästä kokonaan – sitä ei ole, tai mahdollisestise on piilossa syvällä kaasukehässä.

"Nämä ovat juuri sellaisia havaintoja, joita on hyvin vaikeaa tehdä edelleen avaruusteleskoopeilla. Maanpääliset, suuret havaintolaitteet ovat edelleen hyvin tärkeitä."

VLT:tä suurempi ja parempi Extremely Large Telescope (ELT) on tällä hetkellä rakenteilla Chilen Atacaman autiomaassa. Tutkijat ovat jo etukäteen innoissaan ANDES-havaintolaitteesta, jonka avulla voidaan tehdä tällaisia havaintoja paljon nykyistä paremmin. 

Irlannissa ja Skotlannissa on parhaillaan hieman tuulista, mutta kovatkaan maanpäälliset tuulet eivät ole mitään verrattuna WASP-127b:n suihkuvirtauksiin.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on tarkkaillut WASP-127b:n kaasukehää vuodesta 2016 alkaen, ja ryhmä julkaisi 20. tammikuuta Astronomy & Astrophysics -julkaisussa työnsä tuloksia. 

Tutkijat mittasivat ESO:n VLT:n CRIRES+ -spektrometrin avulla isäntätähden valon kulkua planeetan ylemmän ilmakehän läpi, jolloin he pystyivät päättelemään se koostumusta. WASP-127b:n kaasukehässä on selvästi vedenhöyryä ja hiilimonoksidia.

Kun näiden liikettä kaasukehässä pyrittiin selvittämään, olivat tulokset aluksi hyvin omituisia:  spektrissä oli kaksi huippua. Hyvin todennäköisesti kyse on doppler-siirtymästä, eli vesihöyry ja hiilimonoksidi liikkuvat kaasukehässä meitä kohden ja poispäin. 

Tämän voi selittää parhaiten kaasujättiläisen päiväntasaaja-alueella puhaltavilla , todella nopeilla suihkuvirtauksilla.

Lisa Nortmann, Göttingenin yliopiston tutkija Saksassa ja tutkimuksen pääkirjoittaja toteaa ESO:n tiedotteessa, että tuulen nopeus on 9 km/s eli noin 33 000 km/h). Kaasu virtaa planeetan kaasukehässä siis kuusi kertaa nopeammin kuin planeetta pyörii. 

"Tämä on jotain, mitä emme ole nähneet aiemmin," sanoo Nortmann. 

"Kyseessä on nopein koskaan mitattu tuuli. Vertailun vuoksi: nopein omassa aurinkokunnassamme mitattu tuuli on Neptunuksella, missä tuulen nopeus on 'vain' 0,5 km/s (1800 km/h)."

WASP-127b on kaasujättiläinen, joka kiertää yli 500 valovuoden päässä Maasta sijaitsevaa WASP-127 -tähteä. Todennäköisesti planeetta on vuorovesilukittu, eli se planeetta pyörii oman akselinsa ympäri samaa tahtia kuin se kiertää tähteään.

Planeetta on hieman suurempi kuin Jupiter, mutta on massaltaan vain murto-osa Jupiterista. 

Suihkutuulien lisäksi tutkijat havaitsivat, että planeetan navat ovat viileämpiä kuin muu planeetta. Tämä ei ole yllättävää, kuten ei myöskään pieni lämpötilaero aamu- ja iltapäiväpuolten välillä.

Jännää sen sijaan on se, että vain pari vuotta sitten eksoplaneetoista pystyttiin määrittämään juuri ja juuri niiden massa ja rata tähtensä ympärillä, mutta nyt tähtitieteilijät pääsevät mittaamaan monia yksityiskohtiakin niistä. Kuten selvittää niiden kaasukehässä olevia tuulia.

Toistaiseksi tarvittavat spektrometrit ja mittalaitteet ovat vielä niin suuria, että ne voidaan asentaa vain maanpäällisiin, suuriin teleskoopppeihin. Avaruusteleskoopeilla on monia etuja, mutta tässä suhteessa edes suuri JWST ei kykene lähellekään samaan havaintotarkkuuteen.

(Otsikkokuvassa on taiteilijan näkemys pilvien peittämästä WASP-127b -eksoplaneetasta. Kuva: ESO / L. Calçada) 

Tuskin oli Saturnuksen peittymiseltä Kuun taakse selvitty – tosin ainakin eteläisessä Suomessa tapahtuma jäi pilviverhon taakse – kun Neptunus jäi seuraavana päivänä Kuun kätkemäksi.

Jos Kuu ja planeetat vaeltaisivat taivaalla täsmälleen ekliptikan eli Auringon näennäisen reitin kohdalla, Kuu peittäisi planeetat taakseen joka kierroksella. 

Kuun rata on kuitenkin kallistunut yli viisi astetta Maan ratatasoon (eli ekliptikaan) nähden, planeettojenkin radat ovat kallellaan asteen tai pari. Siksi Kuu peittää planeettoja taakseen vain aika ajoin. Esimerkiksi Mars peittyy Kuun taakse helmikuussa, ja Venus syyskuussa.   

Siinä missä Saturnus näkyy helposti paljain silmin, Neptunus erottuu pienenä valopisteenä vain kiikarilla tai kaukoputkella. Kuun kulkeutuessa Aurinkokunnan uloimman planeetan eteen ei kiikarikaan riitä, sillä Kuu häikäisee vajaana puolikkaanakin niin, että peittymisen seuraaminen vaatii melko kookasta kaukoputkea.

Tammikuun 5. päivän sääennuste lupasi selkeää säätä jokseenkin siihen saakka, kun peittyminen alkaisi illansuussa parikymmentä minuuttia vaille viisi. Ja kas vain, lännestä alkoikin lipua pilvenriekaleita pian neljän jälkeen…

Vielä kymmenen minuuttia ennen h-hetkeä Kuun edessä oli ohutta pilveä niin, että kiertolaisemme ympärillä oli pieni kehä. Kuin ihmeen kaupalla pilvet kuitenkin kaikkosivat juuri sopivasti.

Ongelmia aiheutti myös taivaan valoisuus. Auringonlaskusta oli kulunut vain noin tunti, joten pimeys ei vielä ollut kunnolla laskeutunut. Se vaikeutti entisestään Neptunuksen erottamista Kuun kupeelta – eikä se erottunutkaan. Paitsi kuvissa ja niissäkin vain vaivoin.

Kuvauskalustona oli Nikon Z5 ja 150–600-millinen zoom-objektiivi maksimipolttovälillä. Räpsin viitisenkymmentä kuvaa erilaisilla asetuksilla, joista osuvimmiksi osoittautuivat 1/80 sekunnin valotusaika ja ISO-lukema 51 200.   

Näilläkin spekseillä Kuun taakse katoava Neptunus ikuistui vain pariin ruutuun, siinä kaikki. 

Jonkinlaista mittakaavaa ilmiölle antaa se, että tapahtumahetkellä Kuun etäisyys Maasta oli 372 230 kilometriä, Neptunuksen 4 514 292 200 kilometriä. Neptunuksen heijastama auringonvalo oli siis taivaltanut avaruudessa yli neljä tuntia ennen tallentumistaan kameran ccd-kennolle.

Talvista iltataivasta koristaa kaksi vielä kirkkaampaa valopistettä. Auringonlaskun aikaan Venus on suoraan etelässä, mistä se kiertyy illan mittaan hitaasti kohti lounasta. Jupiter on puolestaan itäisellä taivaalla keskellä Härän tähtikuviota. Se on selvästi kirkkaampi kuin Aldebaran, tähdistön kirkkain tähti.

Jos malttaa mielensä ja on pukeutunut pakkassäähän riittävän lämpimästi, kannattaa odotella tovi. Jupiterin vanavedessä koillisen horisontin takaa nousee Mars, Punainen planeetta.

Kirkkaudessa se jää jälkeen Jupiterista, mutta päihittää silti Aldebaranin. Syy on selvä: Mars on lähestymässä oppositiota. Silloin planeetta on taivaalla vastapäätä Aurinkoa, nousee auringonlaskun aikoihin ja laskee vasta aamunkoitteessa. Samalla se on myös lähinnä Maata tällä kierroksellaan.

Opposition tarkka ajankohta on 16. tammikuuta. Lähimpänä Maata planeetta on jo 13.1., jolloin sen etäisyys on 96 miljoonaa kilometriä. Edellisen opposition aikaan joulukuun alussa 2022 etäisyys oli hivenen pienempi, noin 82 miljoonaa kilometriä. Siksi Mars näkyy nyt aavistuksen himmeämpänä ja näennäiseltä läpimitaltaan pienempänä (maksimissaan vähän alle 15 kaarisekuntia). Planeetta nousee kuitenkin hyvin korkealle ja loistelee parhaimmillaan etelän suunnalla 55 asteen korkeudella.

Värinsä perusteella Mars löytyy helposti taivaalta. Se on Kaksosten tähdistön Castorin ja Polluxin alapuolella, melko lähellä Kravun tähdistössä kiiluvaa Praesepen tähtijoukkoa (Messier 44). Tällä hetkellä Mars vaeltaa tähtien suhteen länteen päin ja etääntyy tähtisikermästä, mutta kulkusuunta muuttuu helmikuun lopulla, ja toukokuun alussa planeetta kulkee Praesepen editse. 

Taivaallinen siksak-liike johtuu siitä, että opposition aikoihin Maa ohittaa kauempana Auringosta kiertävän Marsin ”sisärataa” pitkin, jolloin ulompi planeetta näyttää liikkuvan jonkin aikaa takaperoiseen suuntaan.  

Nasan aurinkokuntasimulaattori näyttää hyvin tilanteen:

Opposition jälkeen Maan ja Marsin välimatka alkaa taas kasvaa, mutta naapuriplaneettamme näkyy hyvin ja sitä kannattaa myös katsella koko alkuvuoden. Mars katoaa näkyvistä vasta valoisten kesäöiden myötä.

Paljain silmin ja kiikarilla Mars näkyy selvästi punaisena tai pikemminkin oranssina valopisteenä. Kaukoputkella erottuu jo pinnan ”yksityiskohtia”, tummempia alueita vaaleampaa taustaa vasten. Kirkkauserot ovat varsin vähäisiä, joten ensikatsomalta ei välttämättä onnistu näkemään juuri mitään. Vähitellen silmä oppii kuitenkin erottamaan yhä paremmin planeetan pinnan sävyeroja. 

Tällä kertaa Marsin pohjoinen pallonpuolisko on hivenen kallistunut Maata kohti, joten ensimmäisenä huomio saattaa kiinnittyä valkoisena hohtavaan pohjoiseen napalakkiin, jonka vesi- ja hiilidioksidijäät heijastavat hyvin auringonvaloa. 

Erisävyisissä alueissa tapahtuu hitaita muutoksia, kun pölymyrskyjen kuljettama hieno hiekka vuoroin peittää ja vuoroin paljastaa tummia alueita. Pääpiirteissään ne pysyvät kuitenkin melko lailla ennallaan, joten omia havaintoja – planeetasta kannattaa tehdä piirroksia – voi mainiosti verrata Marsista aiemmin laadittuihin karttoihin. 

Kuluvana vuonna naapuriplaneettamme on näkynyt hyvin kehnosti, käytännössä ei juuri ollenkaan. Venus kiertää Aurinkoa Maan radan sisäpuolella, joten se ei ole koskaan oppositiossa eli taivaalla vastapäätä Aurinkoa kuten Mars ja muut ulkoplaneetat. Joko planeetta on aamutaivaalla ja nousee ennen Aurinkoa tai sitten iltataivaalla ja laskee horisontin taakse Auringon perässä.

Suurimmassa elongaatiossa Venus on mahdollisimman kaukana Auringosta, parhaimmillaan 47 asteen etäisyydellä. Tänä vuonna tällaista elongaatiota ei ole ollut ollenkaan: edellinen, suurin läntinen elongaatio oli 23. lokakuuta 2023, ja seuraava, itäinen, on 10. tammikuuta 2025. Siihen on aikaa siis vajaa kuukausi, joten Venuksen näkyvyys paranee kaiken aikaa.    

Joulukuun alussa planeetta laski noin 2,5 tuntia Aurinkoa myöhemmin, vuodenvaihteessa se viipyilee taivaalla vielä 4,5 tuntia Auringon jälkeen. Venus pysyttelee kuitenkin melko matalalla, joten planeetan bongaaminen edellyttää suhteellisen esteetöntä näkymää etelän ja lounaan suuntaan. ”Iltatähti” on kuitenkin niin kirkas, että se kajastaa helposti puiden lomitsekin.

Elongaatioiden välillä Venus on vuorotellen Auringon takana eli yläkonjunktiossa ja Maan ja Auringon välissä eli alakonjunktiossa. Edellisessä sitä on mahdoton nähdä, mutta jälkimmäisessä se toisinaan onnistuu. Venus on hyvin harvoin täsmälleen Maan ja Auringon välisellä linjalla, jolloin se kulkee Auringon kiekon editse – viimeksi vuonna 2012, seuraavan kerran vuonna 2117 – joten se ohittaa Auringon yleensä ylä- tai alapuolelta.

Pluto menetti statuksensa planeettana vuonna 2006, kun Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni IAU ensimmäistä kertaa määritteli virallisesti mikä se "planeetta" oikein onkaan. Äänestyksessä päätettiin se olevan kohde joka kiertää Aurinkoa, dominoi selvästi rataansa, sekä omaa riittävään massan, joka aikaansaa hydrostaattisen tasapainon (eli lähes pallomaisen muodon).

Pluto luokitellaan tällä hetkellä kääpiöplaneetaksi, sillä se jakaa ratansa muiden jotakuinkin samankaltaisten kappaleiden kanssa. Tämä ei kuitenkaan kaikille kelpaa.

Vastikään tiedelehti Icaruksessa julkaistavaksi hyväksytty artikkeli tarkasteli planeetta-käsitteen historiaa. Siinä perehdyttiin tapoihin, joilla tutkijat ovat käyttäneet tuota sanaa 1800-luvun alusta nykyaikaan asti.