vuodenajat

Rosetta kurkki komeetan pimeälle puolelle

Pe, 10/02/2015 - 14:03 Markus Hotakainen
Churyumov-Gerasimenko

Rosetta on tutkinut jo yli vuoden ajan lähietäisyydeltä Churyumovin-Gerasimenkon komeettaa, mutta ytimen eteläiset olivat pitkään pysyvästi pimennossa. Luotaimen laitteilla ei pystytty tekemään pimeästä puolesta havaintoja – lukuunottamatta MIRO-instrumenttia (Microwave Instrument for Rosetta Orbiter), joka toimii millimetri- ja alimillimetrialueilla.

"Teimme MIROlla havaintoja komeetan 'pimeästä puolesta' moneen otteeseen sen jälkeen kun Rosetta saavutti Churyumov-Gerasimenkon ja saamamme ainutlaatuinen data kertoo hyvin mielenkiintoisia asioita heti ytimen pinnan alla olevasta aineesta", toteaa tutkimusta johtanut Mathieu Choukroun.

Rosetta mittasi MIRO-instrumentilla lämpötiloja Churyn eteläisellä puoliskolla. Viime vuoden syys–lokakuussa tehdyt mittaukset on koottu kahdeksi lämpötilakartaksi, joista vasemmanpuoleinen perustuu millimetrialueen ja oikeanpuoleinen alimillimetrialueen havaintoihin. Mitatut lämpötilat (kuvan asteikossa kelvineinä) vaihtelevat noin -70 celsiusasteesta noin 250 pakkasasteeseen.

 

 

Komeetan eteläisiltä napaseuduilta tehtyjen havaintojen perusteella MIROn millimetri- ja alimillimetrialueella tekemien mittausten välillä on merkittäviä eroja. Niiden pohjalta on pääteltävissä, että heti pinnan alla on kymmenien senttien syvyyteen saakka suuria määriä jäätä.

Yllättäen termiset ja sähköiset ominaisuudet ovat komeetan etelänavan tienoilla hyvin toisenlaiset kuin muualla ytimessä", ihmettelee Choukroun. "Näyttää siltä, että joko pintamateriaali tai sen alla muutamien kymmenien senttimetrien syvyyteen ulottuva aines on läpinäkyvää. Se saattaa olla suurimmaksi osaksi vesi- tai hiilidioksidijäätä."

Komeetan eteläisten seutujen ja muun ytimen välinen ero pintakerrosten koostumuksessa voi olla seurausta kummallisesta vuodenaikojen vaihtelusta. Ytimen pohjoisella puoliskolla vallitsee kesä valtaosan komeetan 6,5 vuoden mittaisesta kierroksesta. Silloin etelässä on pitkä, pilkkopimeä ja hyytävän kylmä talvi.

Joitakin kuukausia ennen kuin komeetta ohittaa ratansa Aurinkoa lähimmän pisteen eli perihelin, vuodenajat vaihtuvat ja eteläisellä puoliskolla koittaa lyhyt, mutta "kuuma" kesä. 

Kun Rosetta saapui elokuussa 2014 perille, komeetan pohjoisella puoliskolla oli vielä kesä ja etelässä oli auringonpaistetta hyvin niukasti. Etelänavan ympäristössä oli itse asiassa yötön yö, jota oli jatkunut jo lähes viisi vuotta.

Yksi mahdollinen selitys pintakerrosten erilaisuudelle on, että vesi ja kaasut, jotka vapautuivat komeetan edellisen periheliohituksen aikana eteläiseltä puoliskolta, tiivistyivät vuodenajan taas vaihtuessa takaisin pinnalle. Tulokset ovat kuitenkin alustavia, sillä niihin vaikuttaa ytimen muoto. Kun mittaukset tehtiin viime vuoden syksyllä, pimeässä olevien napa-alueiden pinnanmuotoja ei vielä tunnettu kovin tarkasti. 

"Tarkoitus on käydä MIROn mittaukset läpi uudelleen käyttäen päivitettyä versiota ytimen muodon mallista, jolloin saamme toivottavasti vahvistettua alustavat tulokset ja täsmennettyä mittausten tulkintaa", Choukroun totesi.

Tämän vuoden toukokuussa vuodenajat vaihtuivat komeetalla ja etelässä alkoi lyhyt, kuuma kesä, joka jatkuu vuoden 2016 alkuun saakka. Eteläisille napaseuduille lankeaa nyt enemmän auringonvaloa, joten niistä on voitu tehdä havaintoja myös muilla Rosettan mittalaitteilla.

"Viime kuukausina Rosetta on ylittänyt eteläiset napa-alueet moneen otteeseen ja koonnut mittaustietoja komeetan seuduilta, joilla nyt on kesä", kertoi Rosettan päätutkija Matt Taylor.

"Eteläisen kesän alussa niiltä seuduilta tehdyissä havainnoissa oli tauko, koska Rosetta keskittyi radallaan pohjoiselle puoliskolle Philae-luotaimen kanssa käydyn tietoliikenteen takia. Lähempänä periheliä pääsimme kuitenkin aloittamaan havainnot eteläiseltä puoliskolta."

Rosetta on tällä hetkellä noin 1 500 kilometrin etäisyydellä ytimestä. Sieltä käsin se tekee havaintoja komeetasta ja sen lähiympäristöstä. Jatkossa luotain siirtyy jälleen lähemmäs ydintä ja tutkii sekä pohjoista että eteläistä puoliskoa. Kun ytimen aktiivisuus alkaa loppuvuodesta hiipua, Rosetta menee vielä lähemmäs ydintä, jolloin sen pinnasta saadaan taas yksityiskohtaisia havaintoja luotaimen kaikilla mittalaitteilla.

"Yhdistämällä eri laitteiden mittaustulokset pystymme toivon mukaan vahvistamaan, onko etelänavan koostumus todella erilainen ja muuttuuko se vuodenaikojen vaihdellessa", arvioi Mark Hofstadter, MIRO-instrumentin päätutkija.

Pimeän puolen havainnoista kerrottiin ESAn Rosetta-blogissa ja NASAn uutissivuilla; tutkimus on julkaistu Astronomy and Astrophysics -tiedelehdessä.

Kuvat: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0 [komeetta]; ESA/Rosetta/NASA/JPL-Caltech [lämpötilakartat]

 

Taivaallista taidetta oluttölkeillä (tyhjillä)

Su, 07/05/2015 - 14:40 Jari Mäkinen

Päivän kuvaAurinko oli korkeimmillaan pohjoisella taivaalla muutama viikko sitten, 21. kesäkuuta, mutta yhä edelleen päivät ovat pitkiä ja pohjoisessa Aurinko ei laske lankaan.

Juuri nyt onkin vielä sopiva aika virittää aurinkografi, eli Auringon liikettä taivaalla kuvaava neulanreikäkamera. Kuvan ottaminen kestää vain puoli vuotta, ja koska eräs kätevimmistä raaka-aineista kameran tekemiseen on oluttölkki, ei kannata aikailla.

Idea on yksinkertainen ja perustuu siihen, että pieni reikä toimii kuin kalansilmälinssi: se muodostaa pimeään tilaan vastakkaiselle seinälle kuvan toisella puolella olevasta maisemasta. Tämä camera obscura -menetelmä tunnettiin jo ammoisessa Kiinassa ja Kreikassa, ja ennen nykyaikaisia kameroita sitä käytettiin myös valokuvaamisessa.

Nykyisin menetelmin tätä voidaan käyttää jälleen valokuvaamiseen hyvin yksinkertaisesti, sillä filmin sijaan kuvan vangitsemiseen voi käyttää valoherkkää paperia. Ongelmana kuvaamisessa on tosin se, että valotusajat ovat helposti varsin pitkiä, koska kuva ei ole kovin valovoimainen. Tämän tosin voi kääntää hyödyksi, kuten tehdään aurinkografeissa. Niissä kuvaa valotetaan puoli vuotta, ja kun kamera on suunnattu kuvaamaan etelää, tallentuu paperille Auringon liike taivaalla. 

Kuvassa näkee siis hyvin kuinka Auringon korkeus muuttuu; miten nyt kesällä se nousee korkealle ja talvella viiltää taivaanrantaa.

Jotta liikeradat tulisivat hyvin esiin, kannattaa reikä laittaa umpeen aina välillä, sillä muutoin liikkuva Aurinko muodostaa vain selvästi ylivalottuneen alueen kuvassa.

Ammoisen Taideteollisen korkeakoulun lehtori Tarja Trygg kehitti tästä kuvaamisesta varsinaisen projektin ja kokosi kuvia ympäri maailmaa nettisivulleen www.solargraphy.com. Sivuilla on myös hyvät ohjeet (englanniksi) neulanreikäkameran tekemiseen. Suomeksi mainiot ohjeet löytyy myös Tähtitieteen e-resurssikeskus ARCturuksesta.

Itse suosittelemme näin kesähengessä hollantilaista tapaa tehdä aurinkografi: otetaan tyhjä oluttölkki (virvoitusjuomakin kelpaa) ja käytetään sitä filmipurkin tai muun vastaavan sijaan. Metalliseen pintaan on helppo saada reikä ja sen takaseinälle voi levittää suurehkon palan valokuvauspaperia. Purkki on myös helppo leikata vaikka saksilla auki ja kiinnittää taas yhteen valotiiviisti vaikkapa putkiteipillä.

Näitä kuvia kerättiin viime kuussa Middelburgin kaupungin tähtitornin järjestämässä hankkeessa ja yllä olevassa kuvassa on 12 näistä parhaista kuvista. Täysi 16 kuvan setti on täällä. Kuvat on koonnut yhteen Jan Koeman.

Alla on puolestaan eräs jännimmistä Traja Tryggin hankkeen Suomessa otetuista kuvista. Sen on tehnyt Eero Ali-Mattila Siuntiossa vuonna 2006. Valotusaika on tarkalleen 6.7. – 3.9.2006, eli vastaavan ennättää hyvin tehdä nytkin, jos kameran tekee tänään ja hommaa valokuvapaperia vaikka heti huomenna!

 

Kyllä se siitä...

Su, 01/19/2014 - 13:30 Markus Hotakainen

Päivä on jo toista tuntia pidempi kuin talvipäivänseisauksen aikaan ja Aurinko kipuaa taivaalla kolme astetta – eli kuusi kertaa oman halkaisijansa verran – korkeammalle. Vielä se ei kuitenkaan jaksa keskipäivälläkään lämmittää. Kevättä kohti ollaan silti menossa, vaikka ankarassa pakkassäässä ei siltä tuntuisikaan.