rauta

K2-229b – eksoplaneetta vai rautamasuuni?

Ke, 03/28/2018 - 09:48 Markus Hotakainen

Miltä kuulostaisi maailma, joka on suurelta osin rautaa ja jonka päivälämpötila kohoaa yli 2 000 celsiusasteen? Nyt sellainen on löytynyt.

K2-229b on 339 valovuoden etäisyydellä Maasta. Se kiertää Neitsyen tähdistön suunnassa olevaa kääpiötähteä niin lähellä – alle kahden miljoonan kilometrin etäisyydellä – että "vuoden" pituus on vain 14 tuntia.

Planeetta muistuttaa tiheydeltään Merkuriusta (kuvassa), mutta on selvästi suurempi. Se on kooltaan noin 20 prosenttia Maata suurempi, mutta massaa sillä on 2,6 kertaa enemmän.

K2-229b on siis suurelta osin rautaa.

Pieni etäisyys tähdestä on nostanut sen pintalämpötilan päiväpuolella yli 2 000 celsiusasteeseen. Merkurius kihisee keskipäivällä "vain" 427 asteen helteessä.

Alkujaan planeetta löytyi ylikulkumenetelmällä eli tähden valo himmeni hiukan aina kun kiertolainen vaelsi sen editse. Massaan ja tiheyteen päästiin kiinni säteisnopeusmenetelmällä, kun lähellä tähteä kiertävä massiivinen planeetta sai sen hieman huojumaan.

"Merkurius poikkeaa Aurinkokunnan muista maankaltaisista planeetoista, koska raudan osuus on hyvin suuri. Siten se on saattanut syntyä eri tavalla. Olimme yllättyneitä, että eksoplaneetalla osoittautui olevan yhtä suuri tiheys. Merkuriusta muistuttavat planeetat eivät ehkä olekaan niin harvinaisia kuin olemme kuvitelleet", aprikoi David Armstrong Warwickin yliopistosta.

Samassa järjestelmässä on kaksi muutakin planeettaa. K2-229b on niistä sisin, mutta myös kaksi ulompaa planeettaa kiertää tähteä lähempänä kuin Merkurius kiertää Aurinkoa. Kolmikon tarkemman tutkimuksen toivotaan valaisevan tiheiden planeettojen syntyä yleisemminkin, myös Merkuriuksen osalta.

Tiheä rautamaailma K2-229b on saattanut syntyä, kun tähdestä puhaltava hiukkastuuli ja voimakkaat flare-purkaukset ovat raastaneet alkujaan ehkä Jupiteria muistuttavan planeetan kaasukehän avaruuteen. Toinen vaihtoehto on, että planeetta on syntynyt kahden kookkaan kappaleen törmätessä toisiinsa miljardeja vuosia sitten.

Löydöstä kerrottiin Warwickin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on ilmestynyt Nature Astronomy -tiedejulkaisussa (maksullinen).

Kuva: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Meteoriitista tehty pääkallo myynnissä – kuka sen osti?

Ke, 12/02/2015 - 13:14 Markus Hotakainen
Kosminen pääkallo

Viime viikolla Bonhamsin taide-, jalokivi- ja mineraalihuutokaupassa Los Angelesissa oli tarjolla todellinen harvinaisuus: meteoriitista muotoiltu täysikokoinen pääkallo.

Amerikkalaistaiteilija Lee Downey on kaivertanut kallon Namibiasta löytyneestä Gibeon-meteoriitista. Esihistoriallisena aikana Kalaharin autiomaan yllä räjähti avaruudesta tullut kappale, joka levitti rautameteoriittisateen 275 kilometrin pituiselle ja 100 kilometrin levyiselle alueelle.

Löytöajankohtaa ei tiedetä, sillä paikalliset namat olivat käyttäneet meteoriittien rautaa työkalujen ja aseiden valmistukseen jo pitkään, kun John Herschel 1830-luvun lopulla määritti kiven olevan peräisin avaruudesta.

Gibeon on lähes puhdasta rautaa. Sitä on 92 prosenttia ja nikkeliä melkein kahdeksan prosenttia; muita alkuaineita, kuten kobolttia ja fosforia, on vain hyvin pieniä määriä.

Maan ilmakehään syöksynyt lohkare on alkujaan ollut osa asteroidivyöhykkeellä kiertänyttä kappaletta, mutta se ehti vaeltaa omalla radallaan noin neljä miljardia vuotta.

Kalloa varten 280-kiloisesta meteoriitin kappaleesta sahattiin 48-kiloinen palanen. Lopullisen veistoksen paino on hieman yli 21 kiloa. Happokäsittelyllä on saatu näkyviin meteoriitin kiderakenne, niin sanotut Widmanstättenin kuviot. Niiden tuottaminen laboratorio-olosuhteissa on mahdotonta, sillä kiteytymiseen vaaditaan hyvin hidas, miljoonia vuosia kestävä jäähtyminen.

 

 

Kallon otsassa näkyvä keltainen viiru on tridymiittiä, joka on yksi silikaatin polymorfinen muoto. Toinen on meilläkin tavattava kvartsi. Tridymiitin syntyyn vaaditaan vähintään 900 asteen lämpötila. joten jossain vaiheessa Gibeonin muodostanut rauta-nikkeli-seos on ollut sulassa muodossa. Tridymiittikiteen osuminen kallon otsaan oli puhdas sattuma.

Kallo on saanut Yorick-nimensä William Shakeapearen näytelmästä Hamlet. Yorick oli kuollut hovinarri, jonka pääkallolle näytelmän päähenkilö vaikeroi eksistentiaalisessa kriisissään.

Huutokaupan tuloksesta, mahdollisesta ostajasta tai kauppahinnasta ei ole vielä saatu tietoa.

Kuvat: Bonhams Los Angeles

Kaikkien ihmedieettien isoäiti: auringonvaloa ja sähköä

Ti, 03/11/2014 - 11:18 Markus Hotakainen

Harvardin yliopiston tutkijaryhmä on selvittänyt, miten maanpinnalla viihtyvä Rhodopseudomonas palustris -bakteeri voi hyödyntää ravinnontuotannossaan maan uumenissa olevia mineraaleja: se käyttää hyväkseen sähköä.

Ilmiö perustuu EET-prosessiin (extracellular electron transfer), jossa elektronit kulkevat soluseinämän lävitse. Luonnossa tutkimuksen kohteena olleet mikrobit ottavat tarvitsemansa elektronit – eli sähkön – raudasta, mutta laboratoriossa tehdyt kokeet viittaavat siihen, että rauta ei kuitenkaan ole keskeinen tekijä prosessissa. Bakteerit pystyivät nappaamaan elektroneja myös muista mineraaleista, kunhan niissä on elektroneja, jotka voivat niistä ylipäätään irrota.

Rhodopseudomonas palustris -bakteerit tarvitsevat auringonvaloa pysyäkseen hengissä, mutta niiden ravinnonlähteenä oleva rauta on suurelta osin maan alla. Mikrobit ovat kehittäneet kyvyn rakentaa "luomukaivoksia", joilla ne pääsevät käsiksi rautaan sähkövirran avulla.

Kun bakteerit riistävät sähköä johtavilta mineraaleilta elektroneja, syntyy sivutuotteena rautaoksidikiteitä. Kun prosessi jatkuu jonkin aikaa, bakteereja ympäröivään maaperään kasautuu niin paljon kiteitä, että ne muodostavat virtapiirin. Se johtaa sähköä maanalaisiin esiintymiin, jolloin bakteerit pystyvät irrottamaan niistä elektroneja.

Uusi löytö liittyy yli kahdenkymmenen vuoden takaiseen tutkimukseen, jossa tiettyjen bakteerien todettiin pystyvän "syömään" ruostetta luovuttamalla elektroneja rautaoksidimolekyylien happiatomeille. Seuraavassa vaiheessa on kenties mahdollista rakentaa mikrobien toimintaan perustuva polttokenno, jossa bakteerit luovuttavatkin elektroneja virtapiiriin, jolloin ne tuottaisivat sähköä. 

Tutkijat pystyivät myös tunnistamaan geenin, jonka ansiosta bakteerilla on kyky irrottaa mineraaleista elektroneja. Samaa geeniä esiintyy muillakin bakteereilla, joten on mahdollista, että Rhodopseudomonas palustris ei ole ainoa sähköä "syövä" bakteerilaji.

Tutkimusta johtaneen apulaisprofessori Peter Girguisin mukaan löytö ratkaisee Rhodopseudomonas palustris -bakteeriin liittyneen arvoituksen. "Nämä yksisoluiset eliöt ovat kehittäneet keinon, jolla ne pääsevät sähkön avulla käsiksi maaperässä oleviin mineraaleihin ja pystyvät irrottamaan niistä elektroneja, vaikka itse pysyttelevät maanpinnalla auringonvalossa."

Bakteerien ihmedieetistä kerrottiin 10. maaliskuuta EurekAlert!-sivustolla julkaistussa Harvardin yliopiston tiedotteessa. Artikkeli tutkimuksesta ilmestyi Nature Communications -lehdessä 26. helmikuuta.