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

Aforisminkaikuinen autovalmistaja, Build Your Dreams (BYD) tunnetaan Suomessa erityisesti sähköautoista. Heidän Suomen mallistonsa laajeni hiljattain myös lataushybridillä, mallinimeltään Seal U DM-i.  

Hintaansa nähden Seal U DM-i tarjoaa paljon ominaisuuksia ja tekniikkaa, joiden uskoisi tekevän autosta kiinnostavan vaihtoehdon töpselihybridimarkkinoilla. Malliston hinta alkaa 39 500 eurosta, joka on tähän kokoluokkaan houkutteleva hintalappu. Lisähintaa saa halutessaan sisustan ja maalipinnan erikoisvärityksillä, jotka nostavat hintaa maksimissaan 1636,47 euroa. Kymppitonnien lisävarusteita ei siis ole odotettavissa.  

Suurin ongelma BYD:llä lienee olevan, että se on Suomen henkilöautomarkkinoilla vielä uusi tulokas ja kiinalaisvalmistajia kohtaan on epäluuloja. Tämä muistuttaa hieman samanlaiselta tilanteelta, mitä aikoinaan oli korealaisia valmistajia kohtaan.  

Seal U ilman DM-i päätettä on täysin sähköllä toimiva laite, kun taas DM-i -päätteinen malli saa virtaa myös polttomoottorista, joka on valmistajan oma 1,5-litrainen Xiaoyun bensaturbo. 

Maahantuojan mukaan polttomoottori toimii 18,3 kWh akustolle generaattorina eikä suoraan anna renkaille vetovoimaa. Samalla logiikalla toimivat myös muun muassa myös vanhemmat Opel Amperat ja Mitsubishi Outlanderit. 

Kyse on ehkä enemmänkin siis sähköautosta, jossa on bensalla toimiva virtalähde. 

Ettei kaikki olisi liian selkeää niin huomioksi nostettakoon, että valmistajan mallistosta löytyy myös Seal, joka on täysin eri auto, kuin Seal U tai Seal U DM-i. Tässä nimisotkussa ei ole paljoakaan logiikkaa, mutta eipä nimi autoa pahenna.  

Ulkoa ja sisältä DM-i ei juurikaan eroa täysin sähköisestä Seal U:sta. Ajossa tosin huomaa eron. Siinä missä Seal U:n löllön pehmeä alusta muistutti vesisängyllä ajamisesta niin DM-i on paljon tasapainoisempi, eikä velloa ihan yhtälailla. Pehmeä tämä edelleen kuitenkin on. Seal U tuntuu siltä, että kyseessä lataushybridiksi suunniteltu auto, eikä niinkään sähköautoksi.

DM tulee englannin kielen sanoista dual mode. Perässä oleva i viittaa intelligenceen, eli pohjalaisittain sanottuna ”järkevyyteen”.

Hätävilkkua  

Viikon koeajon aikana DM-i:n raivostuttavin puoli oli se, että auto käytti yhteensä 9 kertaa hätävilkkuja päällä ilman selkeää syytä. Vilkutukset olivat parin sekunnin mittaisia, eikä tapauksissa ollut ainakaan huomattavissa yhdistävää tekijää.

Ongelma on luultavasti auton käyttöjärjestelmässä ja ratkennee seuraavassa päivityksessä. Tällaisen ongelman esiintyminen on kuitenkin hieman erikoista, sillä maahantuoja oli päivittänyt autoon uusimman järjestelmän. Liekö päivitystä testattu ennen sen julkaisemista?

Keskikonsolin käyttöjärjestelmä on yksinkertainen ja loogisesti jäsennelty. Pientä tahmeutta tosin ilmeni välillä. Esimerkiksi puhelimesta Apple CarPlayn kautta toistettavaa musiikkia varten joutui pariin kertaan jopa käynnistämään auton uusiksi. Normaalisti tämän täytyisi toimia saumattomasti, eikä vaatia käyttäjältä ylimääräisiä toimia, pois lukien kännykän ja auton ensimmäisen parituksen.


Matka taittuu

BYD:llä osataan tarjota autoille laadukas tuntuma ja hyvän varustelu hintaan nähden. Insinöörien lisätyölle olisi kuitenkin tarvetta muutamassa kohdassa.  Pehmeän alustan lisäksi auton mielipiteitä jakava ominaisuus on sen ohjaustuntuma.

DM-i:n ohjaus tuntuu yliavustetulta ja tunnottomalta, jonka olen pistänyt huomiolle muissakin valmistajan malleissa. Joillekin tämä voi toimia, mutta itse kaipaan enemmän tuntumaa tiehen. Tunnottomuuden vuoksi tulee tunne, että ajaisi tietokoneella eikä autolla. Ohjaustehostin tuntuu myös vahvistuvan portaittain nopeuden kasvaessa.

Ohjaustuntumaa voi periaatteessa säätää eri ajotiloilla, joita on lumesta sporttiin. Näillä ei käytännössä ole muuta eroa kuin kaasuvaste. Rekuperaatio-ominaisuuksia on kaksi: perus (standard) ja korkea (high). Ajossa näiden välillä ei tuntunut juurikaan eroa, mutta kulutuslukemia katsoessa huomasi, että jotain tapahtuu.  Akun latauksen huvetessa huomaa, että Xiaoyun-bensaturbo hurahtaa käyntiin, mutta käyntiääni on erittäin hiljainen. Kaasua polkaistaessa ja moottorin nostaessa samaan tahtiin kierroksia tulee tunne, että kierrokset menisivät suoraan renkaille. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkansa.

Keskikonsolista saa näkyviin kulutuskäppyröitä niin bensiinille, kuin sähkölle. Mikäli akussa on hyvin varausta niin bensan kulutus näyttää pitkälti nollaa, mutta varauksen ehtyessä alkaa myös bensankulutuskäyrä elämään. Koeajon kumulatiivinen kulutus, molempien järjestelmien toimiessa yhtäaikaisesti, bensiinille oli 5,2 l/100 km ja sähkölle 5,9 kWh/100 km.


Valmistaja ilmoittaa, että etuvetoisella Boost-varustelulla DM-i:llä pääsisi täydellä tankilla ja -akulla jopa 1 080 kilometriä, sähkön osuus tässä on 80 kilometriä. Nelivetoisessa Design-varustelussa yhdistetty toimintamatka on 870 kilometriä, josta sähkön osuus 70 kilometriä. Nelivedosta joutuu maksamaan 8 000 euroa enemmän.

Akun latausteho oli koeajossa korkeimmillaan 16 kilowatin tienoilla. Valmistajan mukaan lataus tapahtuu parhaillaan 18 kW teholla (DC). AC-latausteho on 11 kW. Latausnopeus laskee noin 10 kilowattiin varauksen ylityttyä 80 %. Valmistajan mukaan pikalaturilla latausta saa 30–80 % 35 minuutissa.  

Tuulilasinäyttö vaikuttaa olevan karvalakkimalli, eikä se näytä navigoinnin tietoja. Nopeus, nopeusrajoitus ja vakionopeudensäädin tosin tarjoavat riittävästi tietoa. Varsinaisen mittariston näyttöön kaipaisi taustavalaistusta. Aurinkoisella säällä sopivassa kulmassa valon tullessa näytölle ei saa mitään selvää, että mitä näytöllä tapahtuu.

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.

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 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.

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.

Turun yliopiston tiedote kertoo, että OLED-näyttöjen kirkkautta voidaan merkittävästi parantaa valon ja aineen vuorovaikutuksen paremmalla ymmärtämisellä.

OLED-teknologia, eli orgaanisia valoa säteileviä diodeja käyttävä tekniikka on yleistynyt valonlähteenä erilaisissa korkealaatuisissa näyttölaitteissa, kuten älypuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, televisioissa tai älykelloissa.

Fluoresoivat OLEDit ovat mullistaneet näyttölaitteiden teknologiaa joustavuutensa, keveytensä ja ympäristöystävällisyytensä ansiosta. 

Teknologian heikkoutena on kuitenkin alhainen hyötysuhde: fluoresoivissa OLEDeissa vain 25 prosenttia sähköenergiasta muuntuu tehokkaasti ja nopeasti valoksi. OLED-näyttöjen kirkkaus on yleensä myös muita valaistusteknologioita heikompi.

Turun yliopiston ja yhdysvaltalaisen Cornellin yliopiston tutkijat ovat nyt ehdottaneet ennakoivaa mallia tämän ongelman ratkaisemiseksi.

OLEDit ovat elektronisia komponentteja, jotka valmistetaan orgaanisista hiilipohjaisista yhdisteistä ja jotka tuottavat valoa, kun niihin johdetaan sähkövirtaa. Toisin kuin perinteisissä LCD-näytöissä, OLED-näytöissä jokainen pikseli säteilee itse valoa ilman erillistä taustavalaistusta.

Kun OLEDeissa käytetyt orgaaniset valoa säteilevät molekyylit asetetaan kahden puoliläpäisevän peilin väliin, ne voivat alkaa vuorovaikuttaa valon kanssa. Tämä vuorovaikutus voi luoda uudenlaisia hybriditiloja, eli uusia hiukkasia, joita kutsutaan polaritoneiksi.

Tuoreessa tutkimuksessa havaittiin, että oikeanlaisella säätelyllä voidaan löytää ihanteellinen piste, jossa pimeät tilat, 75 % kaikista tiloista, alkavatkin muuttua kirkkaiksi polaritoneiksi. Tämä voisi parantaa näyttöjen kirkkautta ja energiatehokkuutta huomattavasti.

"Vaikka yleinen ajatus polaritonien hyödyntämisestä OLED-teknologiassa ei ole täysin uusi, ennustava teoria suorituskyvyn vaihtelusta on puuttunut", kertoo apulaisprofessori Konstantinos Daskalakis Turun yliopistosta.

"Tässä työssä tarkastelimme tarkkaan, missä polaritoni saavuttaa ihanteellisen pisteensä eri skenaarioissa. Havaitsimme, että polaritonien vaikutus riippuu kytkettyjen molekyylien lukumäärästä. Mitä vähemmän molekyylejä, sitä suurempi vaikutus on."

"Esimerkkimolekyyleillä ja vain yhdellä kytketyllä molekyylillä hyötysuhde parani merkittävästi", jatkaa tutkijatohtori Olli Siltanen. 

"Parhaimmillaan polaritonit kiihdyttivät pimeiden tilojen konversiota jopa 10 miljoonaa kertaa nopeammaksi." 

Kun ilmiötä tutkittiin samanaikaisesti suurella määrällä molekyylejä, polaritoninen vaikutus oli vähäinen. Siksi nykyisten OLED-laitteiden valontuottotehokkuutta ei voida parantaa yksinkertaisesti varustamalla ne peileillä.

Tutkimuksessa saatu teoreettinen tieto on lupaava, mutta sen soveltaminen käytäntöön vaatii vielä jatkokehitystä.

"Seuraava haaste on kehittää teknologiaa, joka mahdollistaisi yksittäisten molekyylien vahvan kytkennän, tai luoda uusia molekyylejä, jotka on räätälöity polaritoneja hyödyntäviin OLEDeihin", selittää Daskalakis.

"Molemmat lähestymistavat vaativat merkittäviä teknisiä ratkaisuja, mutta onnistuessaan ne voisivat parantaa OLED-näyttöjen hyötysuhdetta ja kirkkautta huomattavasti."

OLED-laitteiden laajamittaisempaa käyttöönottoa ovat hidastaneet niiden alhainen energiatehokkuus ja rajallinen kirkkaus, etenkin verrattuna perinteisiin LED-laitteisiin. Tämä tutkimus voi kuitenkin tarjota perustan uuden sukupolven OLED-laitteille, jotka ovat entistä tehokkaampia ja pystyvät saavuttamaan aiemmin mahdottomana pidetyn suorituskyvyn.

Tulokset on julkaistu Advanced Optical Materials -lehdessä.

*

Juttu on Turun yliopiston tiedote lähes sellaisenaan, Tiedetuubin toimituksen tarkastamana.

Asteroidi 2024 YR4 hujahti maapallon ohi viime joulukuun 25. päivänä noin 830 000 kilometrin päästä, eli jotakuinkin kaksi kertaa Maan ja Kuun välisen etäisyyden päästä.

Nyt se on noin 80 miljoonan kilometrin päässä meistä vipeltämässä poispäin noin 61 000 kilometrin tuntinopeudella. Asteroidi on soikealla radalla Auringon ympärillä, ja koska tuo rata leikkaa Maan radan, tulee YR₄ lähellemme säännönmukaisesti noin neljän vuoden välein.

Vuonna 2032 se tulee hyvin, hyvin lähelle. Ensimmäisten arvioiden mukaan sillä oli pieni mahdollisuus törmätä tuolloin maapalloon – kuten kerroimme ensimmäisessä jutussamme aiheesta – ja sen jälkeen törmäystodennäköisyys kasvoi aina siihen saakka, että viime viikolla mahdollisuus osumaan nousi yli kolmen prosentin.

Minkään aurinkokunnan pienkappaleen todennäköisyys osua maapalloon ei ole ollut koskaan näin suuri. 

Nasan Jet Propulsion Laboratoryn arvio oli 3,1 % ja Euroopan avaruusjärjestön luku oli 2,8 %.

Törmäyksen todennäköisyys tosin kääntyi nopeaan laskuun loppuviikosta, sillä aivan tuoreimpien laskelmien mukaan osumismahdollisuus on enää 0,28 %.

Toisin sanoen: nyt näyttää siltä, että asteroidi menee Maan ohitse 99,72 prosentin todennäköisyydellä.

Havaintoja, havaintoja!

Erot luvuissa ja tämä jännittävä vaihtelu tulevat siitä, että astroidin rataa ei tunneta tarpeeksi hyvin, jotta sen sijainti 22. joulukuuta 2032 voitaisiin laskea erittäin varmasti. 

Eri tahot laskevat rata-arvioitaan hieman erilaisten lähtöarvojen perusteella.

Olennaista ovatkin tarkat havainnot, joita tehdään nyt monilla havaintolaitteilla ympäri maailman. Mitä enemmän asteroidin sijainnista ja liikkeestä on havaintioja, sitä tarkemmin sen rataa voidaan laskea eteenpäin.

0,28 prosentin törmäystodennäköisyys tulee vielä varmasti muuttumaan.

ESA:n piirros näyttää millainen on laskelma 2024 YR₄:n mahdollisesta sijainnista vuoden 2032 ohilennon aikaan. Punainen viiva koostuu asteroidin sijaintiarvioista. Pienen Maahan osumismahdollisuuden lisäksi on mahdollista, että YR₄ osuukin Kuuhun!

Mukana talkoissa on ollut myös Suomen osaomistama yhteispohjoismainen teleskooppi NOT (Nordic Optical Telescope) La Palman saarella Kanariansaarilla.  Euroopan avaruusjärjestön tähtitieteilijä Marco Michelli on tehnyt sillä havaintoja YR₄:stä ESA:n laskelmia varten.

Otsikkokuvassa on NOT:in luona La Palman observatorioalueella sijaitsevan Gran Telescopio Canarian ottama kuva asteroidi 2024 YR₄:stä.

Myös JWST-avaruusteleskooppi tekee havaintoja asteroidista kahdessa jaksossa, ensin maaliskuun alussa ja sitten toukokuussa. Tätä ennen YR₄ on ollut hankalasti näkyvissä Webbin näkökulmasta, joten havaintoja ei ole tehty aikaisemmin.

Avaruusteleskooppi pystyy auttamaan ennen kaikkea asteroidin koon ja koostumuksen arvioinnissa.

Webb-teleskoopilla, kuten kaikilla muillakin tähtitieteellisillä havaintolaitteilla on havainto-ohjelmaan varattuna aikaa yllättäviä, kiinnostavia ja tärkeitä havaintoja varten. Näillä näkymin JWST havaitsee asteroidia kaikiaan neljän tunnin ajan.

Kevään kuluessa YR₄ etääntyy meistä jo niin kauas, että siitä ei saada enää kunnollisa havaintoja. Uusia havaintoja saadaankin vasta vuonna 2028, kun se tulee jälleen lähellemme – ja tuolloin se menee satavarmasti turvallisesti ohi.

Kultaisella 80-luvulla Radio Cityn taajuuksilla pyöri legendaarinen Pullakuskit-radiohupailu, jonka Viisasten kerho -osiossa panelistien päätä vaivasi kysymys siitä, mitä on kupari ja kuinka paljon. Jokseenkin samaan kategoriaan asettuu kysymys siitä, minkä muotoista on lyijy.

Lyijyn 208-isotooppi (²⁰⁸Pb) on äärimmäisen pysyvä, mikä johtuu siitä, että sen ydin on kaksoismaaginen. Sellaisiksi määritellään ytimet, joissa niin protonien kuin neutronienkin lukumäärä on niin sanottu maaginen luku.  

Ydinfysiikassa maagisia ovat luvut, joiden ilmoittamalla protonien tai neutronien lukumäärällä ytimen kuorimallin mukaiset kuoret ovat täysiä. Silloin ytimen pysyvyyteen vaikuttava sidosenergia on mahdollisimman suuri.

Surreyn yliopiston tutkimuksessa tarkasteltiin lyijyn kaksoismaagisen ytimen muotoa, jonka on pitkään ajateltu olevan täsmällisen pallomainen. Niin voisi kuvitella, jos ja kun kerran ytimen kuoret ovat täysiä. Makromaailman ilmiöihin perustuvia olettamuksia ei kuitenkaan pitäisi soveltaa mikromaailmaan, kvanttimaailmasta puhumattakaan. 

Jack Hendersonin johtamassa tutkimuksessa tehtiin neljä erillistä mittausta, joiden yhdistäminen antoi yllättävän tiedon lyijy-ytimen muodosta. Se ei ole pallo vaan pyörähdysellipsoidi – eli kuin rugbypallo, joka on amerikkalaista serkkuaan tylppäkärkisempi.

Mittaukset tehtiin Argonnen kansallisessa laboratoriossa Yhdysvalloissa. GRETINA-gammaspektrometrillä pommitettiin lyijy-ytimiä hiukkasilla, joiden nopeus oli kymmenesosa valon nopeudesta eli lähes 30 000 kilometriä sekunnissa. Ytimien ja hiukkasten vuorovaikutukset tuottivat säteilyä, jonka ominaisuuksista pystyttiin tekemään johtopäätöksiä ydinten muodosta. 

Kyse ei ole pelkästä kuriositeetista, sillä havainto osoittaa, että atomiydinten rakenne on huomattavasti aiemmin arveltua mutkikkaampi. Tutkimukseen osallistuneen Paul Stevensonin mukaan hiukkassuihkun virittämien ydinten värähtelyt eivät kenties ole niin säännöllisiä kuin on kuviteltu. 

Lyijy-ytimen yllättävä muoto ei olekaan pelkästään yhden alkuaineen erikoinen ominaisuus, vaan havainnolla voi olla huomattavia vaikutuksia laajemminkin sekä ydin- että astrofysiikkaan – kuten esimerkiksi siihen, miten raskaat alkuaineet ylipäätään muodostuvat. 

Tutkimus on julkaistu Physical Review Letters -tiedelehdessä.

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.