Maailman parhaat teleskoopit vaarassa Toimitus Ke, 19/03/2025 - 20:37
VLT-teleskooppi Chilessä
VLT-teleskooppi Chilessä

Suuri teollisuushanke Chilessä vaarantaa Paranalin observatorion toimintaa. Valosaaste ja turbulenssi ovat suurimmat uhat, mitä tämä pienen kaupungin kokoinen energiatuotantohanke saisi aikaan. 

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.

Miksi Mars on punainen? Uusi selitys haastaa vanhan ruosteteorian. Jari Mäkinen Ti, 25/02/2025 - 11:10
Punaista Marsin pintaa Opportunity-kulkijan kuvaamana
Punaista Marsin pintaa Opportunity-kulkijan kuvaamana

Kaikkihan sen tietävät, että Marsin punainen väri johtuu rautaoksidista eli ruosteesta. Mutta milloin ja. miten Mars ruostui? Tänään julkistettu tutkimus selittää, että Marsin rautapitoinen pöly on ollut paljon kosteampaa kuin aiemmin on oletettu. Mars muuttui punaiseksi kenties jo ammoin, jolloin nestemäistä vettä oli sen pinnalla paljon.

Kun tähtitaivaalla nyt selvästi näkyvää Marsia katsoo, se on selvästi punainen. Punainen väri tulee Marsin pinnalla olevan pölyn rautapitoisuudesta: kun rauta on reagoinut nestemäisen veden tai ilman veden ja hapen kanssa, on tuloksena ollut punaista ruostetta. 

Siis ihan samaan tapaan kuin täällä Maan pinnalla.

Miljardien vuosien aikana rautaoksidipitoinen pinta-aines on jauhautunut pölyksi ja tuuli on levittänyt sitä ympäri planeettaa. Vaikka nykyisin Marsin kaasukehä on varsin ohut eikä siellä näytä olevan vapaana virtaavaa vettä, punaista pölyä syntyy koko ajan lisää ja se leviää.

Tänään julkistettu tutkimus pohtii tarkemmin Marsin ruosteen tarkkaa koostumusta. Tämä avaa uusia näkökulmia siihen, millainen on ollut Marsin ilmasto ja olosuhteet pinnanna. Lopulta kyse on myös siitä, onko Mars ollut joskus elinkelpoinen.

Nythän se ei ole – ensimmäiset Marsin ihmisasukkaat, milloin he ehtivätkään paikalle, joutuvat elämään pinnan alla suojassa säteilyltä ja tiristämään hyvin hapanta vettä syvällä pinnan alla olevasta jäästä.

Mars avaruudesta kuvattuna

 

Avaruusluotainten tekemien havaintojen perusteella on päätelty, että suurin osa rautaoksidista on hematiiittia, joka muodostui pinnan jo ollessa varsin kuiva Marsin varhaisen hyvin kostean kauden jälkeen. Hematiitti olisi muodostunut miljardien vuosien aikana lähinnä kaasukehässä olleen veden ja hapen avustuksella.

Marsin pinta-aineesta rautaa on peräti noin 13 %.

Nyt kuitenkin uudet laboratoriotutkimukset viittaavat siihen, että hematiitin sijaan pääsyyllinen punaisuuteen ovatkin hydratoituneet rautaoksidikiteet eli ferrihydriitti eli Fe3+10O14(OH)2.

Ferrihydriitti muodostuu tyypillisesti viileän veden läsnäollessa, joten sen on täytynyt syntyä silloin, kun Marsissa oli vettä vielä pinnalla.

“Yritimme luoda laboratoriossa Marsin pölyä eri rautaoksidien avulla", sanoo tutkimuksen johtaja Adomas Valantinas, Brownin yliopiston tutkijatohtori Yhdysvalloissa, joka aloitti työnsä Bernin yliopistossa Sveitsissä Euroopan avaruusjärjestön Trace Gas Orbiter (TGO) -luotaimen lähettämiä tietoja tutkien.

"Havaitsimme, että ferrihydriitti sekoitettuna basalttiin vastaa parhaiten avaruusalusten Marsilla näkemiä mineraaleja."

Keinotekoista Marsin punaista pölyä

Keinotekoista Marsin pölyä.

 

Marsin pölyn jäljennöksen tekemisessä haastavaa oli saada aikaan tarpeeksi hienojakoista ainetta. Lopulta tutkijat saivat aikaan pölyä, jonka hiukkaskoko on noin 1/100 ihmisen hiuksen paksuudesta. 

Sen jälkeen he analysoivat näytteitään samoilla tekniikoilla kuin kiertoradalla olevat avaruusalukset, kuten Marsia kiertävä TGO. Se tekee Marsin pinnasta spektrihavaintoja, joiden perusteella saadaan pinta-aineesta sen ainesosien "sormenjäkiä".

Keinotekoisen Mars-pölyn "sormenjäljet" olivat samanlaisia.

Spektrikäyriä

Ferrihydriitin (vas) ja hematiitin (oik) spektrikäyrät Marsin pinnalla ja kiertoradalta tehtyjen havaintojen sekä laboratoriokokeiden perusteella. 

 

Muutkin ovat ehdottaneet jo aikaisemmin, että ferrihydriittiä saattaisi olla Marsin pölyssä, mutta Adomas tutkimusryhmineen on ensimmäinen, joka on pystynyt yhdistämään laboratoriokokeet ja Marsia kiertävän luotaimen tekemät havainnot toisiinsa.

*

Tutkimusartikkeli Nature Communications -julkaisussa: Detection of ferrihydrite in Martian red dust records ancient cold and wet conditions on Mars

Juttu perustuu Euroopan avaruusjärjestön tiedotteeseen.

Eksokomeettojen kavalkadi

Kuva: Luca Matra
Kuva: Luca Matra

Muita tähtiä kiertävien komeettojen eli eksokomeettojen havaitseminen on vielä vaikeampaa kuin eksoplaneettojen. Silti se on mahdollista.

Yksittäiset komeetat eivät kuitenkaan erotu kymmenien tai satojen valovuosien etäisyydeltä. Komeettojen kokoluokka on – ainakin Aurinkokunnassa – vain kilometrejä tai korkeintaan joitakin kymmeniä kilometrejä, ja useiden, jopa kymmenien tuhansien kilometrien läpimittaisten planeettojenkin tutkiminen on haastavaa.

CfA:n (Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics) tähtitieteilijät ovat tehneet havaintoja kokonaisista komeettavyöhykkeistä, muita tähtiä ympäröivistä ainekiekoista, jotka koostuvat komeettamaisista kappaleista. 

Vastikään Astronomy & Astrophysics -tiedelehdessä julkaistussa artikkelissa on listattu kaikkiaan 74 suhteellisen läheistä tähteä, joiden ympärillä on ”komeettakiekko”.

Havainnot on tehty Havaijilla sijaitsevalla Submillimeter Array -radioteleskooppiverkostolla (SMA) ja Chilessä Atacaman autiomaahan levittäytyvällä ALMA-järjestelmällä (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Tutkimuksen kohteina olleet tähdet vaihtelevat iältään hyvin nuorista jokseenkin Auringon ikäisiin, miljardeja vuosia vanhoihin tähtiin. Ikähaitari antaa edustavan kuvan siitä, miten komeettavyöhykkeiden synty kytkeytyy planeettakuntien kehittymiseen.   

Radioalueella tehdyt havainnot kertovat, miten joidenkin kilometrien läpimittaisten toisiinsa törmäilevien kiven ja jään muodostamien kappaleiden keskinäiset kolarit levittävät ainetta tähden ympärille.

Myös Aurinkokunnan ulko-osissa on vastaavanlainen kiekko, joka tunnetaan Kuiperin vyöhykkeenä. Se ulottuu suunnilleen Neptunuksen radan tienoilta eli 30 tähtitieteellisen yksikön etäisyydeltä noin 50 tähtitieteellisen yksikön päähän Auringosta.

Vielä sitäkin kauempana on pallomainen Öpikin-Oortin pilvi, joka saattaa ulottua jopa 100 000 tähtitieteellisen yksikön etäisyydelle. Siitä ei ole suoria havaintoja, vaan oletus sen olemassaolosta perustuu komeettaratojen ominaisuuksiin. 

Tilastollisesti näyttää siltä, että samankaltaisia komeettavyöhykkeitä ja -pilviä löytyy vähintään joka viidennestä planeettajärjestelmästä. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86 sekuntia maailmanloppuun Toimitus Ti, 28/01/2025 - 23:31
Tuomiopäivän kellon paljastus vuonna 2025
Tuomiopäivän kellon paljastus vuonna 2025

Maailma on täynnä synkkiä uutisia näinä päivinä, ja tässä yksi ikävä asia lisää: niin sanottu Tuomiopäivän kello on nyt ennätyksellisen lähellä maailmanloppua. Aikaa keskiyöhön on nyt van 89 sekuntia

Bulletin of the Atomic Scientists on vuonna 1945 perustettu tieteellinen lehti ja sitä julkaiseva organisaatio, jonka taustalla ovat ydinpommin luoneen Manhattan-projektin tutkijat, joista nimekkäimpiä ovat Albert Einstein ja Robert Oppenheimer

Ryhmän tavoitteena on valistaa yleisöä ja päättäjiä tieteeseen, teknologiaan ja kansainvälisiin suhteisiin liittyvistä asioista, jotka vaikuttavat ihmiskunnan turvallisuuteen, ja sen tunnetuin toimi on niin sanottu Tuomiopäivän kello eli  Doomsday Clock.

Se symbolisoi kuinka lähellä maailma on ihmiskunnan tuhosta kuvaamalla tilannetta kellotauluun: mitä lähempänä viisarit ovat puoltayötä, sitä lähempänä on täystuho. 

Kelloa päivitetään vuosittain, ja myös tarpeen mukaan useamminkin, perustuen arvioihin ydinaseiden, ilmastonmuutoksen ja muiden globaalien uhkien tilanteesta.

2025 on 89 enää sekuntia keskiyöhön

Perinteiseen tapaan Bulletin of the Atomic Scientists päivitti tuomiopäivän kelloa nyt tammikuun 28. päivänä. Olemme lähempänä tuomiopäivää kuin olemme olleet koskaan, kylmä sota mukaan luettuna.

Ryhmän mukaan ihmiskunta lähestyi vuonna 2024 yhä enemmän katastrofia. 

Tuhoisat kehityssuunnat jatkuivat, eivätkä kansat ja niiden johtajat ole onnistuneet tekemään tarvittavia muutoksia kurssin muuttamiseksi, vaikka merkit vaaroista ovat erittäin selkeitä.

Muutos ei ole suuri. Se on lähinnä symbolinen. 

Tätä ennen kello oli 90 sekunnin päässä keskiyöstä, mutta nyt se siirrettiin sekuntia lähemmäksi aikaan 89 sekuntia keskiyöhön.

Atomitutkijaryhmä haluaa lähettää tällä sekunnilla merkin: maailma on jo vaarallisesti lähellä rotkon reunaa, ja ryhmä haluaisi maailman johtajien tunnustavan maailman tilanteen ja ryhtyvän puheiden sijaan oikeisiin toimiin vähentääkseen ydinaseiden, ilmastonmuutoksen ja biologisten tieteiden sekä erilaisten kehittyvien teknologioiden väärinkäytön aiheuttamia uhkia.

Ukrainan sota, joka jatkuu nyt kolmatta vuottaan, varjostaa maailmaa. Konflikti voi muuttua ydinaseelliseksi koska tahansa hätiköidyn päätöksen, onnettomuuden tai virhearvion vuoksi. 

Tulenarat tilanteet Lähi-idässä uhkaavat riistäytyä hallinnasta laajemmaksi sodaksi ilman varoitusta. 

Ydinaseita hallussaan pitävät maat kasvattavat asevarastojensa kokoa ja roolia sijoittamalla satoja miljardeja dollareita sivilisaation tuhoamiseen kykeneviin aseisiin. 

Ydinaseiden valvontaprosessi on romahtamassa, ja ydinasemaihtien väliset korkean tason kontaktit ovat täysin riittämättömät verrattuna kädessä olevaan vaaraan. 

Myös ydinaseettomat maat harkitsevat omien ydinsaeiden kehittämistä.

Ilmastonmuutoksen vaikutukset lisääntyivät viime vuonna, kun lukuisat merkit merenpinnan noususta lämpötilaan ylittivät aiemmat ennätykset. 

Samaan aikaan ilmastonmuutosta aiheuttavat kasvihuonekaasupäästöt jatkoivat kasvuaan.  Äärimmäiset sääilmiöt ja muut ilmastonmuutokseen liittyvät tapahtumat – tulvat, hirmumyrskyt, helleaallot, kuivuus ja metsäpalot – vaikuttivat jokaiseen maanosaan. 

Maailman pyrkimykset ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ovat vaisuja, koska useimmat hallitukset eivät toteuta tarvittavia rahoitus- ja politiikkatoimia maailmanlaajuisen lämpenemisen pysäyttämiseksi. Aurinko- ja tuulienergian kasvu on ollut vaikuttavaa, mutta se ei ole riittävää ilmaston vakauttamiseksi.

Uudet ja uudelleen ilmaantuvat sairaudet uhkaavat edelleen maailman taloutta, yhteiskuntaa ja turvallisuutta. Helpostitarttuvan lintuinfluenssan esiintyminen epätyypilliseen aikaan, sen leviäminen maatalouseläimiin ja maitotuotteisiin sekä ihmistapaukset ovat luoneet mahdollisuuden tuhoisalle ihmispandemialle. 

Korkean turvallisuustason biologisia laboratorioita rakennetaan ympäri maailmaa, mutta niiden valvontajärjestelmät eivät pysy tahdissa, mikä lisää riskiä, että pandemian potentiaalia omaavia patogeeneja pääsee karkuun. 

Tekoälyn nopea kehitys on lisännyt riskiä, että terroristit tai maat saavuttavat kyvyn suunnitella biologisten aseiden, joille vastatoimia ei ole olemassa.

Monet epävakautta aikaan saavat teknologiat ovat kehittyneet viime vuonna tavoilla, jotka tekevät maailmasta vaarallisemman. 

Tekoälyn käyttö sotilassovelluksissa herättävät kysymyksiä siitä, kuinka paljon koneille annetaan valtaa tehdä sotilaallisia päätöksiä – myös päätöksiä, jotka voivat tappaa suuressakin mittakaavassa, mukaan lukien ydinaseiden käyttöön liittyvät päätökset. 

Suurvaltojen väliset jännitteet heijastuvat yhä enemmän avaruuskilpailuun, missä suurvallat kehittävät aktiivisesti kyvykkyyttä toimia satelliitteja vastaan. Venäjä on tiettävästi myös vienyt avaruuteen ydinaseen koekappaleen.

Kun näihin lisätään vielä väärän tiedon, disinformaation ja salaliittoteorioiden levittäminen, on tilanne hankala. Perinteinen tiedonvälitys on vaarassa sekä totuuden ja valheen välinen raja hämärtyy.

Tekoälyn kehitys tekee väärän tai epäautenttisen tiedon levittämisen helpommaksi internetissä, kuten myös sen havaitsemisen vaikeammaksi. 

Samalla valtiot ryhtyvät rajat ylittäviin pyrkimyksiin käyttää disinformaatiota ja muita propagandan muotoja vaalien kaatamiseksi, kun taas jotkut teknologia-, media- ja poliittiset johtajat edistävät valheiden ja salaliittoteorioiden leviämistä. 

Tämä tiedon ekosysteemin korruptio heikentää julkista keskustelua ja rehellistä keskustelua, joihin demokratia perustuu. Heikentyneessä tiedonmaisemassa syntyy myös johtajia, jotka vähättelevät tieteen merkitystä ja pyrkivät tukahduttamaan sananvapautta ja ihmisoikeuksia, minkä seurauksena vaarantuu se faktoihin perustuva julkinen keskustelu, jota maailmaa uhkaavien valtavien uhkien torjumiseksi tarvitaan.

Atomitutkijat toteavat, että Yhdysvalloilla, Kiinalla ja Venäjällä on mahdollisuus tuhota sivilisaatio. Näillä kolmella maalla on myös ensisijainen vastuu vetää maailmaa takaisin kuilun reunalta. Hidän tulisi ottaa ensimmäinen askel kohti tilanteen parantamista viipymättä, huolimatta syvistä erimielisyyksistään. 

Maailma tarvitsee välittömiä toimia.

* * *

Juttu perustuu Bulletin of the Atomic Scientists'in 28.1.2025 julkaistuun tiedotteeseen. Kuva on myös heidän.

Kemian Nobel kolmelle mallintajalle

Vuoden 2013 kemian Nobel-palkinto myönnettiin kolmelle tutkijalle, Martin Karplusille (kuvassa oikealla), Michael Levittille (ylhäällä) ja Arieh Warshelille. He ovat kehittäneet tietokonemalleja, joilla tutkitaan mutkikkaita kemiallisia järjestelmiä ja niihin liittyviä prosesseja. Tutkijat loivat 1970-luvulla perustan, jonka turvin palloista ja tikuista rakennetut molekyylimallit voitiin korvata tietokonemallinnuksella.

Kemialliset prosessit ovat hyvin nopeita, joten klassisen kemian keinoin on käytännössä mahdoton seurata niiden jokaista yksittäistä vaihetta. Karplus, Levitt ja Warshel onnistuivat yhdistämään Newtonin mekaniikan ja kvanttifysiikan menetelmät .

Ensinmainitun etuna on laskujen yksinkertaisuus, mutta sen avulla voidaan tarkastella ainoastaan suuriin molekyyleihin liittyviä ilmiöitä eikä se sovellu kemiallisten reaktioiden yksityiskohtaiseen tutkimiseen.

Niiden kohdalla tutkijat joutuvat turvautumaan hyvin toisenlaisiin kvanttifysiikan metodeihin. Niiden haittapuolena on puolestaan vaatimus suuresta laskentatehosta, joten tutkimuskohteet rajoittuivat ainoastaan pieniin molekyyleihin.

Palkitut tutkijat kehittivät menetelmiä, joissa he pystyivät yhdistämään kummankin alueen parhaat puolet. Esimerkiksi lääkeaineen vaikutusta soluihin tai yhteyttämisen yksityiskohtia tutkitaan proteiinin atomien tasolla kvanttiteoreettisin laskelmin, kun taas kokonaista proteiinimolekyyliä mallinnetaan suoraviivaisemmalla klassisella fysiikalla.

Sattumoisin kaikki palkitut ovat kaksoiskansalaisia. Karplus on Yhdysvaltain ja Itävallan, Levitt Yhdysvaltain ja Ison-Britannian, ja Warshel Yhdysvaltain ja Israelin kansalainen. Kolmikko on tehnyt valtaosan tutkimustyöstään yhdysvaltalaisissa yliopistoissa. Tällä hetkellä Karplus työskentelee Harvardissa, Levitt Stanfordissa ja Warshel Etelä-Kaliforniassa. Karplussilla on lisäksi professuuri Strasbourgin yliopistossa Ranskassa.