Siding Spring

Huimalla vauhdilla kasvava musta aukko löytynyt

Ti, 05/15/2018 - 12:32 Jari Mäkinen
Supermassiivinen musta aukko. Kuva: Hubble (ESA/NASA)

Australialaistutkijat ilmoittavat löytäneensä taivaalta ennätyksellisen nopeasti kasvavan mustan aukon. Se imaisee itseensä ympäröivästä avaruudesta noin oman Aurinkomme verran massaa kahden vuorokauden kuluessa, siis noin 363 miljoonaa miljoonaa miljoonaa miljoonaa miljoonaa kilogrammaa vuodessa.

Kvasaari nimeltä SMSS~J215728.21-360215.1 on itse asiassa supermassiivinen musta aukko, joka on noin 12 miljardin valovuoden päässä. Näemme siis sen sellaisena, kuin se oli 12 miljardia vuotta sitten – siis aikaan, jolloin maailmankaikkeus oli hyvin nuori.

Tuolloin musta aukko oli massaltaan 20 miljardia kertaa oman Aurinkomme verran ja se kasvoi prosentin verran miljoonassa vuodessa. 

Prosentti miljoonassa vuodessa ei kuulosta suurelta, mutta se on, kun kyse on näin massiivisesta taivaankappaleesta.

"Tämä musta aukko kasvaa niin nopeasti, että se loistaa tuhansia kertoja kirkkaammin kuin kokonainen galaksi", sanoo tutkimusryhmän vetäjä Christian Wolf Australian kansallisesta yliopistosta.

"Emme tiedä vielä miksi ja miten tämä musta aukko kasvoi näin suureksi niin aikaisin maailmankaikkeuden historiassa."

Musta aukko säteilee valtavasti, koska siihen putoava kaasu alkaa hohtaa kiihtyessään ja muun kaasun kanssa yhteen osuessaan. Aukon ympärillä on kerääntymäkiekko, joka on säteilyn lähde; itse musta aukko ei säteile valoa.

"Jos tämä monsteri olisi Linnunradan keskustassa, niin se olisi kymmenen kertaa täysikuuta kirkkaampi. Se olisi hyvin kirkas piste taivaalla ja sen loiste peittäisi alleen kaikkien muiden tähtien valon."

Tosin jos näin massiivinen musta aukko olisi Linnunradan keskellä, olisi meillä tukalat olot. Se säteilee valon lisäksi paljon ultraviolettisäteilyä sekä röntgensäteitä, jotka grillaisivat koko ajan maapalloa.

Kyseessä oleva musta aukko on kuitenkin erittäin kaukana, eikä siitä ole meille haittaa. Se on itse asiassa varsin heikkovaloinen, eikä sitä voi havaita ilman tehokasta kaukoputkea. Havainnot siitä tehtiin Australiassa Coonabarabranin luona olevassa Siding Spring -observatoriossa olevalla kaukoputkella, joka katsoo taivasta pääasiassa infrapunavalon alueella.

Kohde näkyy lähi-infrapunassa, koska sen valo on siirtynyt punaisen suuntaan liikkuessaan laajenevan maailmankaikkeuden halki vuosimiljardien kuluessa.

Wolfin ryhmä on etsinyt supermassiivisia mustia aukkoja jo jonkin aikaa, ja nyt tehty havainto pystyttiin varmistamaan viime kuussa julkistettujen Gaia-satelliitin tietojen avulla.

Löytö varmistettiin vielä Siding Springissä olevalla 2,3-metrisellä peilillä varustetulla teleskoopilla.

Supermassiiviset mustat aukot ovat kiinnostavia paitsi sinällään, niin myös siksi, että niiden avulla voidaan tutkia varhaista maailmankaikkeutta ja sen kehitystä.

*

Löydöstä kertova tutkimus ilmestyy pian Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA) -julkaisussa: https://arxiv.org/abs/1805.04317

Otsikkokuvassa on supermassiivinen musta aukko Hubble-avaruusteleskoopin kuvaamana. Se näyttää samalta, mutta ei ole tutkimuksessa ollut kvasaari. Kuva: Hubble (ESA/NASA)

Siding Springin jälkihehku Marsissa

Su, 11/09/2014 - 10:32 Jarmo Korteniemi
Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Komeetta Siding Spring ohitti Marsin ennennäkemättömän läheltä 19.10.2014. Nyt tuo muutaman sadan metrin murikka on paluumatkalla takaisin Oortin pilveen lähes ikuisuuksiksi. Komeetan kiertoaika Auringon ympäri erittäin soikealla radallaan arvioidaan pyöreästi miljoonaksi vuodeksi.

Siding Spring on tiettävästi tuorein (tai ainakin ensimmäinen täysin varma) Oortin pilven kappale, jota on ikinä päästy tutkimaan läheltä. Ainutlaatuista lähiohitusta seurasi suuri joukko Marsin tutkimukseen suunniteltuja laitteita. Niiden havaintojen pohjalta komeetasta voidaan nyt rakentaa jopa parempi malli kuin mihin yksittäinen komeettaa tutkimaan lähetetty laite olisi kyennyt.

Taustatiedoiksi kannattaa lukea Tiedetuubin aiemmat jutut aiheesta: 1, 2, 3 ja 4.

Ionosfääri muuttui

Pian ohituksen jälkeen Marsin kaasukehä muuttui. Siding Springiä ympäröivä hiukkaspilvi nimittäin iskeytyi sitä päin täysin ennakoimattomalla voimalla.

"Komeetan aktiivisuus oli jo hiipunut, ja epäilimme aluksi onnistummeko löytämään kaasukehästä mitään muutoksia", muistelee IUVS-spektrometrin päätutkija Nick Schneider. Viellä kesällä hiukkaspilven arvioitiin olevan juuri ja juuri havaittava.

"Ja sitten silmiemme eteen lävähtivät nämä yksiselitteisen selvät merkit komeetasta. Vaikuttaa siltä, että ainakin muutama tonni pölyä peitti vähintäänkin yhden pallonpuoliskon. Kyse ei siis ollut mistään yksittäisestä törmäyksestä."

Tonnien tavaramäärä kokonaisen planeetan kaasukehässä ei ehkä kuulosta suurelta. Se on kuitenkin kymmeniä, satoja, kenties tuhansia kertoja enemmän kuin normaaliarvo. Käytännössä komeettahiukkasparvi oli kuin 56 kilometrin sekuntinopeudella annettu läimäytys kaasukehän koko poskelle.

Marsin voimistuneesta ionosfääristä erotettiin magnesiumia, rautaa, kaliumia, natriumia, kromia, mangaania, nikkeliä ja sinkkiä. Etenkin magnesium-piikki on valtava; kuva vieressä.

Ja sitten signaali hävisi. Siding Springin aineet vähenivät tunneissa, ja katosivat kokonaan parin päivän aikana. Tämä yllätti tutkijat.

Törmäyksessä kaasuuntuneet metallit ilmeisesti tiivistyivät ja leijailevat nyt jossain kaasukehässä. Nyt odotetaan, aiheuttavatko ne pidempiaikaisia muutoksia. Meteoripöly toimii nimittäin tiivistymisalustana vesipisaroille ja jääkiteille. Meidän ilmakehässämme sama ilmiö aiheuttaa valaisevia yöpilviä yli 75 kilometrin korkeudella. Siding Spring voi siis onnistua jopa vaikuttamaan välillisesti Marsin pinnalle pääsevään auringonvalon määrään. Tämä voidaan ehkä havaita, tai sitten ei.

Ionosfäärin muutos havaittiin useiden erilaisten laitteiden avulla. Mukana olivat ainakin Mars Expressin MARSIS-tutka ja MAVEN-luotaimen IUVS- ja NGIMS-laitteet. Löydöstä kerrottiin NASAn tiedotustilaisuudessa perjantaina (7.11.).

Kuva: Meteorimyrsky Curiosity-kulkijan yllä taiteilijan kuvittelemana. Lähde: NASA/JPL-Caltech

Näkymätön spektaakkeli

Schneiderin mukaan marsilaiselle yökyöpelille näky olisi ollut hieno. "Taivaalla on täytynyt viuhua tuhansia tähdenlentoja tunnissa. Oikea meteorimyrsky. Natrium olisi varmaankin värjännyt taivaan keltaisella jälkihehkulla, joka olisi näkynyt ihmissilminkin."

Mutta kukaan ei nähnyt ilotulitusta. Kaikki planeettaa kiertävät luotaimet olivat pahimman hiukkaspommituksen aikaan suojassa planeetan toisella puolen. Luotainten kuurupiilo lieni kuitenkin oikea päätös.

NASAn planeettatiedeosaston johtaja Jim Green on huojentunut. Pölyn määrä kun ylitti kaikki odotukset. "Olen iloinen päätöksestämme siirtää alukset Marsin toiselle puolelle. Uskon todella, että siellä piileskely pelasti ne [tuholta] ja antoi meille mahtavan mahdollisuuden näiden havaintojen tekemiseen."

Väärällä puolella planeettaa ollut luotain olisi todella voinut olla mennyttä.

Komeetta-aineksen kimpussa

Komeetasta saatiin myös suoria havaintoja. Luotainten kymmenet erilaiset laitteet seurasivat tilannetta. Datan määrä ja laitteiden monimuotoisuus on niin suuri, että lisää löytöjä on varmasti odotettavissa.

Spektrometrien aineistot täydentävät toisiaan. Näkyvän valon ja infrapunan alueella havaitseva CRISM näki komeettaytimen lähiympäristöineen selkeästi monivärisenä pisteenä. Ultraviolettialueella toimiva IUVS taas huomasi selvästi vedyn jakauman komeetan ympäriltä. Kummankin aineistossa jokainen "piste" kuitenkin sisältää tarkat tiedot pitkältä spektrialueelta. Tällaisista moniulotteisina "datakuutioista" erottuvat hyvällä tuurilla paitsi komeetan eri osien absorptio, emissio, heijastukset ja siroaminen, myös pienen tulkinnan kautta monenlaiset suuren mittakaavan materiaalierot. Ja spektrometrejä on muitakin.

Ja sitten on vielä hiukkasilmaisimia, tutkakeilauksia ja muuta. Kun saatu tieto yhdistellään, Siding Springistä saadaan lopulta ennennäkemättömän "värikäs" ja monipuolinen käsitys.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Kuva: CRISMin komeettanäkymä värikuvaksi typistettynä - todellisuudessa aineisto on monipuolisempaa spektridataa. Lähde: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Perinteisistä kuvista ei paljoa iloa

Luotaimilla ei saatu ohituksesta ainuttakaan huippuhienoa tai henkeäsalpaavaa kuvaa, sillä Siding Spring viiletti niistä 140000 kilometrin päästä. Alempana näkyvä kuvasarja on ylivoimaisesti tarkin, mitä komeetasta yleensäkin saatiin. Ytimen halkaisija on siinä vain 2 - 3 kuvapistettä eli alle kilometrin. Pinnanmuotoihin ei siis millään päästä käsiksi.

Myös Mars Express HRSC/SRC-kameran kuvissa erottuu selvästi liikkuva, mutta varsin outo muoto. Kyse ei siinäkään ole komeettaytimen valoista ja varjoista, vaan ytimen ja sitä ympäröivän hiukkaspilven reilusti ylivalottuneesta jäljestä.


Kuva: HiRISEn tarkimmat kuvat Siding Springin ytimestä. Lähde: NASA/JPL

Planeetan pinnalta otettujen kuvien osalta päästiin lähes samaan. Opportunity-kulkija näppäsi otoksen, jossa erottuu sumuinen kohde. Kyse kyllä on komeetasta, mutta suttuisuus johtunee lähinnä erittäin pitkästä valotuksesta ja komeetan nopeasta liikkeestä taivaalla. Myös Curiosity-kulkija sai komeetasta potretin - tosin vain yhden ainoan kuvapisteen levyisenä.

Pinnalta otettuja kuvia voidaan kuitenkin verrata avaruudesta otettuihin komeettaotoksiin. Näin voidaan ehkä määrittää välissä olevan kaasukehän valonläpäisykykyä ja koostumusta ohituksen aikaan. Ja ainahan voi toki toivoa, että jompikumpi pinnalla ajelevista roboteista onnistui (päiväkäyttöön tarkoitetuilla kameroillaan) havaitsemaan edes yhden, riittävän kirkkaan tähdenlennon - tai valaisevia yöpilviä.

Kaksi luotainta vaikuttaa jääneen täysin ilman havaintoja. Mars Odysseyn THEMIS-kameralla kyllä yritettiin, mutta laite oli joko suunnattu väärin tai sitten sen erotuskyky oli liian huono. Intian avaruusjärjestö taas ei ohituksen jälkeen ole kertonut mitään oman MOM-luotaimensa (Mars Orbiter Mission) tekemisistä - siis mikäli "ohi meni" -twiittiä ei huomioida. Kyse voi olla vain Intian vaisummasta uutisointipolitiikasta. Tai kenties upouudella, Intian tietotaitoa testaavalla luotaimella ei edes yritetty tutkia komeettaa. Jos taas luotaimella on jotain ongelmia, niillä ei liene tekemistä Siding Springin ohituksen kanssa.

Tieteellisten löytöjen varmistumiseen ja julkaisuun voi kulua jopa vuosia. Jahka tutkijat ovat saaneet kahlattua aineistot läpi, on kuitenkin luvassa monenlaisia uusia tietoja tämän komeetan olemuksesta. Syynissä ovat sekä ytimen että sitä ympäröivän hiukkaspilven koostumus, aineen jakauma sekä tietysti murikan aktiivisuus. Ehkä samalla voidaan sanoa myös jotain Oortin pilven kappaleista yleensäkin.


Ajantasaista lisätietoa löytyy myös englanniksi NASAn Siding Spring -sivuilta.

Kannattaa lukea myös Tiedetuubin aiemmat jutut Siding Springin Mars-ohituksen eri vaiheista: Historiallinen kohtaaminen vuoden päässä (8.12.2013), Komeetan aktiivisuus kiihtyy (27.3.2014), Ohitushetken tunnelmia (17.-19.10.2014) ja Ensimmäiset kuvat ohituksesta (20.-21.10.2014).


Komeettaa tutkineet laitteet (tärkeimmät lihavoituna):

Luotain Valtio / järjestö Ensisijaiset laitteet Mahdollisesti käytetyt ja toissijaiset laitteet Uutiset
MEX, Mars Express kansainvälinen / ESA ASPERA-3, HRSC, MARSIS OMEGA, PFS 1, 7
MRO, Mars Reconnaissance Orbiter USA / NASA CRISM, HiRISE, CTX, MCS, MARCI SHARAD 2
MO, Mars Odyssey USA / NASA THEMIS GRS 3
MAVEN, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission USA / NASA IUVS, NGIMS, LPW, MAG, SEP STATIC SWEA, SWIA 4, 7
MOM, Mars Orbiter Mission Intia / ISRO - ? (MCC, TIS, MENCA, LAP...) -
Opportunity, Mars Exploration Rover - B USA / NASA PANCAM - 5
Curiosity, Mars Science Laboratory USA / NASA MastCAM, CHEMCAM - 6

Otsikkokuva: Taiteilijan näkemys komeetan ohituksesta. Laitteet ja etäisyydet eivät ole oikeassa mittakaavassa.

Siding Spring Marsin taivaalla

Ma, 10/20/2014 - 21:01 Markus Hotakainen

Komeettaohituksesta tihkuu hitaasti tietoa ja Marsin kiertävien luotainten ottamia kuvia saadaan vielä odotella. Yli kymmenen vuotta punaisen planeetan pinnalla taivaltaneen Opportunity-kulkijan ottama kuva on kuitenkin jo julkaistu. Siinä Siding Spring näkyy pienenä utuläikkänä noin 2,5 tuntia ennen lähintä ohitusta.

Kuva on käsittelemätön raakaversio, joten siinä on esimerkiksi kosmisen säteilyn hiukkasten aiheuttamia viiruja. Otos on silti historiallinen, sillä se on ensimmäinen toisen planeetan pinnalta otettu kuva komeetasta.

Kaikki Mars-luotaimet selvisivät vaurioitta pelätystä hiukkasmyrskystä – jota ei sitten tullutkaan. Varmuuden vuoksi luotaimet ohjattiin kuitenkin radoillaan sopivasti Marsin vastakkaiselle puolelle, kun komeetta ohi lähimpänä planeettaa.

Lähipäivinä on odotettavissa niin kuvia kuin mittaustuloksia luotainarmadalta. Tiedetuubi seuraa tilannetta.

PÄIVITETTY 20.10. klo 21.36:

Myös Curiosity-kulkija on kenties saanut kuvattua komeetan. Rankasti käsitellyssä mustavalkoisessa negakuvassa näkyy taivaalla komeettaa muistuttava kohde. Varmistusta asialle ei ole vielä saatu.

PÄIVITETTY 21.10. klo 11.01:

Toistaiseksi Marsia kiertävien luotainten otoksista on julkaistu vasta MRO:n HiRISE-kameralla yhdeksän minuutin välein otetut kuvat. Niissä erotuskyky on noin 140 metriä pikseliä kohti. Ylemmissä ruuduissa ydin erottuu ainoastaan 2-3 pikselin kokoisena, joten se on todennäköisesti arvioitua pienempi eli läpimitaltaan reilusti alle puoli kilometriä. Alemmissa ruuduissa ydin on ylivalottunut ja sen ympärillä näkyy kaasusta ja pölystä muodostunut koma.

Komeetta Siding Spring lensi ohi Marsin

Pe, 10/17/2014 - 11:31 Markus Hotakainen
Kuva César Nicolás Fornari

Päivitys sunnuntaina illalla lähiohituksen jälkeen:

Komeetta on ohittanut Marsin ja sen pyrstön tihein hiukkaspommitus on myös ohitse. Mikään Marsia kietävistä luotaimista tai kulkijoista planeetan pinnalla ei näytä kärsineen. Ne kaikki tekivät havaintoja komeetasta ja tietoja odotetaan Maahan viikon alussa.

Alkuperäinen artikkelimme aiheesta:

Siding Spring on tähtitiedettä seuraaville tuttu nimi, sillä se on Australiassa, lähellä Coonabarabranin kaupunkia sijaitseva observatorio. Sillä nimellä tunnetaan myös komeetta eli pyrstötähti, joka ei olekaan ihan tavanomainen taivaanvaeltaja.

Viime vuoden tammikuun kolmantena päivänä Robert McNaught löysi Jäniksen tähdistön suunnasta hieman utumaisen kohteen, joka osoittautui komeetaksi. Se sai viralliseksi tunnuksekseen C/2013 A1 ja löytöobservatorionsa mukaan nimekseen Siding Spring.

Komeetan rata on hyvin vinossa planeettojen ratatasoon verrattuna ja lisäksi se kiertää Aurinkoa päinvastaiseen suuntaan kuin planeetat. Se on tulossa ensimmäistä kertaa Aurinkokunnan sisäosiin, sillä radan on todettu olevan muodoltaan hyperbeli. Se ei siis ole ellipsi, kuten jaksollisilla komeetoilla, jotka palaavat Auringon läheisyyteen yhä uudelleen ja uudelleen.

Komeetta on tulossa Oortin pilvestä, joka on Aurinkokunnan äärilaidoilla sijaitsevasta jäisten kappaleiden muodostamasta kehästä. Pilveä ei ole pystytty suoraan havaitsemaan, sillä se koostuu hajallaan olevista muutaman kilometrin läpimittaisista jääkimpaleista, ja sen etäisyys Auringosta on noin 50 000 kertaa suurempi kuin Maan, miltei valovuosi.

Oortin pilven olemassaolo on päätelty tarkastelemalla kaukaa tulevien komeettojen ratoja ja niiden etäisimpiä äärilaitoja. Ne näyttävät keskittyvän tietylle etäisyydelle Auringosta, joten komeetat ovat lähtöisin samoilta seutuvilta – eli Oortin pilvestä.

Siding Spring on ollut matkalla Oortin pilvestä Aurinkokunnan sisäosiin todennäköisesti miljoonia vuosia. Kun komeetta on kiertänyt Auringon taitse, se lähtee taas etääntymään radalla, jolla se palaa planeettajärjestelmämme sisäosiin uudelleen vasta noin miljoonan vuoden kuluttua.

Komeetta oli lähimpänä Maata syyskuun alkupäivinä, jolloin se oli 133 miljoonan kilometrin etäisyydellä meistä. Se on nyt kirkkaudeltaan vain magnitudia 9, joten kovin kummoista spektaakkelia siitä ei tule. Komeetan näkemiseen tarvitaan vähintään iso kiikari, mieluummin kohtuullisen kokoinen kaukoputki.

Siding Spring onkin kiinnostava ihan muista syistä. Kahden päivän kuluttua, sunnuntaina 19. lokakuuta, komeetta Siding Spring sujahtaa naapuriplaneettamme Marsin vieritse lähempää kuin yksikään komeetta on ohittanut Maan historiallisena aikana. Vuonna 1770 suomalaisen tähtitieteilijän nimeä kantava komeetta Lexell ohitti Maan 2,2 miljoonan kilometrin etäisyydeltä ja vuonna 1983 IRAS-Araki-Alcock 4,7 miljoonan kilometrin päästä.

Siding Springin löydyttyä ehdittiin olla hetki siinä käsityksessä, että komeetta jopa törmäisi punaiseen planeettaan. Törmäyksen todennäköisyys kuitenkin pieneni komeetan löytymisen jälkeen nopeasti, kun havaintojen kertyessä rata pystyttiin laskemaan yhä tarkemmin.

Maaliskuussa 2013 eli kaksi kuukautta komeetan löytymisen jälkeen todennäköisyys oli vielä 1/1 250, mutta jo muutamaa viikkoa myöhemmin sen suuruudeksi arvioitiin enää 1/120 000. Silloin kävi ilmi, että vaikka komeetan etäisyys jäisi arvion alarajalle, se ohittaisi Marsin ja kosminen kolari vältettäisiin.

Komeetan törmäys planeettaan ei tietenkään olisi ollut mikään ennenkuulumaton tapaus. Lukemattomien Aurinkokunnan kappaleiden pintaa kirjovat kraatterit, jotka ovat syntyneet asteroidien ja komeettojen iskuista. Vaikka ne ovat ikivanhoja, tuoreitakin törmäyksiä tunnetaan ja on jopa havaittu.

Kesällä 1994 Jupiteriin törmäsi "helminauhakomeetta" Shoemaker-Levy 9, jonka ydin oli jättiläisplaneetan vetovoiman vaikutuksesta hajonnut pariinkymmeneen palaseen. Jupiterin tiheään kaasukehään törmätessään ne saivat aikaan tulipalloja, jotka olivat samaa kokoluokkaa kuin Maa. Jälkeensä ne jättivät tummia tuhkapilviä, jotka säilyivät planeetan kaasukehässä viikkokausia.

Nyt törmäystä ei kuitenkaan tapahdu. Komeetan ja Marsin välinen etäisyys ei kuitenkaan ole kovin suuri, pienimmillään noin 139 000 kilometriä. Se on vain noin kolmasosa Maan ja Kuun välimatkasta.

Etäisyys on niin pieni, että Marsin arveltiin jäävän komeettaa ympäröivän kaasupilven eli koman sisään. Tällä hetkellä koman läpimitta on vain noin 20 000 kilometriä eli Mars jäisi sittenkin sen ulkopuolelle. Koma voi kuitenkin kasvaa hyvinkin nopeasti paljon suuremmaksi. Esimerkiksi vuodenvaihteessa 2007–2008 pohjoisella taivaalla kulki Holmesin komeetta, jonka ytimessä tapahtunut purkaus kasvatti sen kirkkauden miljoonakertaiseksi. Samalla sen koma laajeni halkaisijaltaan noin 7 miljoonaan kilometriin.

Vaikka Siding Springin kaasu- ja pölypyrstöt eivät osu Marsiin, eikä komakaan ulotu planeettaan saakka, komeetan ympäristössä oleva harva aine voi aiheuttaa muutoksia planeetan kaasukehän yläosissa. Myös komeetasta irronneita pölyhiukkasia ja kivensiruja päätynee kaasukehään.

Aiemmin tutkijat arvioivat, että komeetan lähiohituksen aikana Marsin kaasukehään iskeytyy noin 0,15 hiukkasta neliömetrille, mikä vastaisi jopa 10 000-kertaista pienten kivensirujen määrää verrattuna Maan lähiavaruuteen. Myöhemmin arviota on saatu tarkennettua ja nyt se on vain samaa luokkaa kuin Maan lähistöllä. Mitään valtaisaa pommitusta ei siis ole luvassa.

Huolimatta siitä, että Marsin kaasukehän tiheys on vain murto-osa Maan vastaavasta, se riittää käräyttämään siihen syöksyvät avaruuden pölyhiukkaset taivaalla näkyviksi tulijuoviksi eli meteoreiksi: sellaisia on onnistuttu kuvaamaan aiemminkin Marsissa vaeltavien kulkijoiden kameroilla.

Hurjimpien arvioiden mukaan meteorien määrän uskottiin kasvavan jopa miljooniin tunnissa, mutta näillä näkymin likikään sellaisiin lukemiin ei päästä. Kulkijoiden kameroiden lisäksi meteoreja kuitenkin tarkkaillaan myös Marsia kiertävien luotainten radioantenneilla, sillä pölyhiukkasten hetkeksi kuumentamat ja ionisoimat kaasuvanat "näkyvät" radioalueella. Kun kuvien ja radiomittausten antamat tiedot yhdistetään, saadaan luotettava käsitys meteorimyrskyn – sikäli kuin sellainen tulee – voimakkuudesta.

Marsin kiertoradalla olevien luotainten kannalta vauhdilla viuhuvat hiukkaset eivät ole hyvä uutinen. Kymmenien kilometrien sekuntinopeudella liikkuvat kivensirut voivat pienestä koostaan huolimatta saada aikaan suurta vahinkoa. Kun ESAn Giotto-luotain ohitti Halleyn komeetan ytimen vuonna 1986 noin 600 kilometrin etäisyydeltä, pieni pölyhiukkanen rikkoi sen kameran, ja noin gramman painoisen kivensirun isku heilautti luotainta niin, että radioyhteys menetettiin joksikin aikaa.

Tällä hetkellä Marsia kiertää peräti viisi luotainta: Euroopan avaruusjärjestön Mars Express, NASAn Mars Odyssey ja Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) sekä syyskuussa perille päässeet niin ikään NASAn MAVEN ja Intian Mangalayaan. Luotainten ansiosta tutkijoilla onkin erinomainen tilaisuus tutkia komeettaa lähietäisyydeltä. Mars-luotaimia ei ole suunniteltu komeettatutkimukseen, mutta niissä on lukuisia mittalaitteita, joilla voidaan tehdä havaintoja ohikiitävän komeetan ominaisuuksista ja mahdollisista vaikutuksista Marsiin.

Ensinnäkin Siding Springin lähiohitus tarjoaa harvinaisen tilaisuuden tarkastella suoraan Oortin pilvestä tulevaa komeettaa poikkeuksellisen läheltä. Toiseksi se antaa mahdollisuuden tehdä havaintoja komeetasta irronneen kaasun ja pölyn sekä planeetan kaasukehän välisestä vuorovaikutuksesta. Lisäksi saadaan tietoa aurinkotuulen vaikutuksesta samanaikaisesti sekä planeettaan että komeettaan.

Luotaimet ovat lujatekoisia, sillä niiden täytyy selvitä laukaisun aiheuttamasta melkoisesta tärinästä, mutta niitä ei ole suojattu ohikiitävän komeetan hiukkaspommitusta vastaan. Esimerkiksi MRO-luotaimen pinta-ala aurinkopaneeleineen on kerrostaloyksiön luokkaa eli noin 30 neliömetriä. Vaikka vahingollisten hiukkastörmäysten todennäköisyys on tuoreimpien arvioiden mukaan vähäinen, luotaimet ohjataan kiertymään radoillaan ”piiloon” Marsin taakse kriittisimmiksi hetkiksi.

Euroopan avaruusjärjestössä suunniteltiin jopa Mars Expressin laitteiden sammuttamista lähimmän ohituksen ajaksi. Lokakuun alussa päätettiin kuitenkin jatkaa havaintojen tekemistä myös pahimman mahdollisen hiukkaspommituksen ajan, sillä hiukkasosuman todennäköisyys on vain 1/300 000.

Ylläolevassa taulukossa on ohituksen "aikajana". Päivämäärän ja kellonajan (UT-aika eli Suomen aika -3 tuntia) jälkeen on ensin komeetan etäisyys Marsin keskipisteestä ja sitten pinnasta, nopeus Marsin suhteen ja etäisyys Mars Express -luotaimesta sekä nopeus sen suhteen. Sinisellä on merkitty lähimmän ohituksen hetki.

Perihelissään eli lähimpänä Aurinkoa komeetta on 25. lokakuuta eli vain muutama päivä Marsin ohituksen jälkeen. Siten perihelietäisyys jää melko suureksi, noin 200 miljoonaan kilometriin, kun esimerkiksi viime vuoden lopulla kohuttu komeetta ISON ohitti Auringon vain runsaan miljoonan kilometrin etäisyydeltä – omalta kannaltaan tunnetusti tuhoisin seurauksin.

Komeetan ytimen läpimittaa ei tiedetä varmuudella. Alkuun sen kooksi arvioitiin mahdollisesti jopa 50 kilometriä. Silloin se olisi ollut läpimitaltaan yli 10 kertaa suurempi kuin nelikilometrinen Churyumov-Gerasimenko, jota Rosetta-luotain on parhaillaan tutkimassa. Viimeaikaisten havaintojen perusteella näyttää kuitenkin siltä, että Siding Spring on kooltaan paljon pienempi, läpimitaltaan alle kilometrin, ehkä vain 700 metriä.

Paljain silmin Siding Spring ei näy Maasta, mutta Marsin pinnalta katsottuna se tulee olemaan melkoinen ilmestys. Marsin taivaan poikki sujahtavan komeetan kirkkauden arvioidaan olevan samaa luokkaa kuin Venuksen ja sen koman halkaisijan noin 15 kertaa suurempi kuin Kuun näennäinen läpimitta meidän yötaivaallamme. Erityisesti MRO-luotaimen, jossa on paremmat kamerat kuin Mars Odyssey ja Mars Express -luotaimissa, odotetaan saavan komeetasta ainutlaatuisia kuvia.

Siding Spring suihkuaa

To, 03/27/2014 - 23:20 Markus Hotakainen

Hubble-avaruusteleskooppi on kuvannut C/2013 A1 eli Siding Spring -komeettaa, joka on kovaa vauhtia lähestymässä Marsia. Ensi syksynä, 19. lokakuuta, komeetta hujahtaa 135 000 kilometrin etäisyydeltä punaisen planeetan ohi, jolloin on odotettavissa melkoinen meteorimyrsky – siis Marsissa. Etäisyys on alle puolet Maan ja Kuun välisestä etäisyydestä.

11. maaliskuussa otetussa kuvassa komeetta on noin 568 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta. Komeetan ydin on niin pieni, että se ei erotu, mutta sitä ympäröivällä kaasu- ja pölypilvellä on läpimittaa jo 20 000 kilometriä. Oikeanpuoleisessa kuvassa Hubblen otosta on käsitelty siten, että sen ytimestä puhaltavat suihkut on saatu näkyviin. Niiden suunnista tutkijat arvelevat saavansa määritettyä ytimen pyörimisakselin asennon.

Aiemmin tänä vuonna, 21. tammikuuta, Maa kulki komeetan ratatason läpi ja silloin pystyttiin tutkimaan ytimestä irtoavan pölyn nopeutta. Tulosten toivotaan antavan viitteitä siitä, millaisen pölyhiukkaspommituksen voidaan odottaa kohdistuvan Marsin kaasukehään ja etenkin planeettaa kiertävillä radoilla oleviin luotaimiin.

Komeetta on nyt suunnilleen Jupiterin etäisyydellä Auringosta. Perihelissään eli lähimpänä Aurinkoa se on 25. lokakuuta eli vain muutama päivä Marsin ohituksen jälkeen. Siten perihelietäisyys jää melko suureksi: se on yli 200 miljoonaa kilometriä. Paljain silmin komeetta ei tule näkymään Maasta, mutta Marsin pinnalta katsottuna se olisi melkoinen ilmestys. Uudelleen Siding Spring palaa Aurinkokunnan sisäosiin noin miljoonan vuoden kuluttua.

Meteorimyrsky Marsissa

Su, 12/08/2013 - 22:48 Markus Hotakainen

Ensi vuonna 19. lokakuuta komeetta C/2013 A1 eli Siding Spring sujahtaa naapuriplaneettamme Marsin ohitse lähempää kuin yksikään komeetta on ohittanut Maan historiallisena aikana. Komeetan löytyessä ehdittiin jo hetki kuvitella, että komeetta törmäisi planeettaan, mutta niin ei käy (törmäysuhasta kerrottiin helmikuussa myös Tiedetuubissa).

Komeetan ja Marsin välinen etäisyys on arvioiden mukaan pienimmillään noin 130 000 kilometriä eli kolmasosa Maan ja Kuun välimatkasta. Etäisyys on niin pieni, että punainen planeetta on hetken aikaa kokonaan komeetan koman ympäröimä.

Vaikka Siding Spring ei törmääkään Marsiin, siitä irronneita pölyhiukkasia ja kivensiruja päätyy planeetan kaasukehään. Bill Cooken johtama tutkijaryhmä on arvioinut, että komeetan lähiohituksen aikana Marsin kaasukehään iskeytyy noin 0,15 hiukkasta neliömetrille, mikä vastaa jopa 10 000-kertaista pienten kivensirujen määrää verrattuna Maan lähiavaruuteen. 

Tieto on ilouutinen kaikille marsilaisille – jos sellaisia olisi – sillä luvassa on näyttävä ilotulitus. Huolimatta siitä, että Marsin kaasukehän tiheys on vain murto-osa Maan vastaavasta, se riittää käräyttämään siihen syöksyvät avaruuden pölyhiukkaset taivaalla näkyviksi tulijuoviksi eli meteoreiksi: sellaisia on onnistuttu kuvaamaan mönkijöiden kameroilla. 

Yllä olevan kuvan on ottanut Spirit-kulkija 18. marraskuuta 2005. Se on yhdistelmä yhdeksästä minuutin mittaisesta valokuvasta. Tähtien piirtämien viirujen lisäksi kuvassa näkyy sinne tänne suuntautuvia lyhyempiä juovia, jotka ovat kosmisen säteilyn aiheuttamia, mutta pitkät juovat ovat meteoreja. Taivaan eteläinen napa on merkitty ristillä. 

Hurjimpien arvioiden mukaan meteorien määrä saattaa kasvaa jopa miljooniin tunnissa. Mönkijöiden kameroiden lisäksi meteoreja tarkkaillaan Marsia kiertävien luotainten radioantenneilla: meteorien hetkeksi kuumentamat ja ionisoimat kaasuvanat "näkyvät" radioalueella. Kun kuvien ja radiomittausten antamat tiedot yhdistetään, saadaan luotettava käsitys meteorimyrskyn voimakkuudesta. 

Marsin kiertoradalla olevien luotainten kannalta tieto kosmisesta ilotulituksesta ei kuitenkaan ole ollenkaan hyvä uutinen. Kymmenien kilometrien sekuntinopeudella liikkuvat kivensirut voivat pienestä koostaan huolimatta saada aikaan suurta vahinkoa. Tällä hetkellä Marsia kiertävien Mars Expressin, Mars Odysseyn ja Mars Reconnaissance Orbiterin lisäksi komeettaohituksen aikaan perille ovat saapuneet myös MAVEN ja Intian Mangalayan.   

Luotaimet ovat lujatekoisia, mutta niitä ei ole suojattu varta vasten ohikiitävän komeetan pommitusta vastaan. Parhaillaan laaditaankin arvioita riskien suuruudesta ja toimenpiteistä, joilla vahingot voitaisiin rajata mahdollisimman vähäisiksi.

Meteorimyrskystä kerrottiin New Scientist -lehden sivuilla 6. joulukuuta ja alkuperäinen tutkimus ilmestyi Icarus-lehdessä 1. joulukuuta.