eksoplaneetat

Suomalaiskoodareille tärkeä rooli eksoplaneettametsästyksessä

Ke, 05/02/2018 - 15:58 By Jari Mäkinen
Plato

Suomalainen avaruusyhtiö Space Systems Finland tekee Euroopan avaruusjärjestön PLATO-satelliittiin päätietokoneen ohjelmistot.

Vuonna 2026 avaruuteen laukaistava PLATO on eräs jännittävimmistä eksoplaneettoja etsimään tarkoitetuista, nyt tekeillä olevista avaruushankkeista.

PLATO, eli ”PLAnetary Transits and Oscillations of stars” on omalaatuinen avaruusteleskooppi siinä mielessä, että se koostuu yhden ison kaukoputken sijaan monista pienistä, laajan kuvakentän kaukoputkista. Se on siis periaatteeltaan samankaltainen kuin huhtikuussa avaruuteen laukaistu Nasan TESS, mutta paljon tehokkaampi ja luonnollisesti uudempi, koska eurosatelliittia ollaan vasta suunnittelemassa.

Suomalaiset saavat tärkeän osan tässä tekemisessä, sillä Space Systems Finland Oy on mukana teollisuuskonsortiossa, joka valittiin tänään tekemään satelliitin.

Tekemistä johtaa saksalainen OHB-System Ag partnereinaan ranskalainen Thales Alenia Space sekä sveitsiläinen RUAG. Suomalaisyhtiön osuutena on päätietokoneen ohjelmistojen kehittäminen, eli se vastaa avaruusaluksen "aivojen" toiminnasta. SSF on tehnyt vastaavia töitä aikaisemminkin, mutta saatu tilaus on nyt suurempi ja tärkeämpi kuin koskaan.

Ei ihme, että yhtiön toimialapäällikkö Matti Anttila on iloinen: ”Tässä hankkeessa pääsemme kehittämään turvallisuuskriittisiin ohjelmistoihin tarkoitettua ohjelmointiympäristöä jatkokäyttöön myös muille teollisuuden aloille." 

Luotettavuudeltaan huippuluokkaa oleville avaruusohjelmistoille kun on kysyntää monissa maanpäällisissäkin sovelluksissa ydinvoimaloista sairaalatekniikkaan.

PLATO-hankkeessa SSFn työn osuus hankkeessa on yli 20 henkilötyövuotta, joten saatu tilaus on yksi merkittävimmistä Suomeen tulleista avaruustilauksista viime vuosina.

Päätietokoneen ohjelmistojen lisäksi SSF kehittää hankkeessa ohjelmistoalustan sekä jatkuvan validoinnin tuotteistamista. SSF:n alihankkijoina on portugalilainen Critical Software, kreikkalainen ISD sekä SSF:n sisaryhtiö Space Systems Czech.

Hankkeen arvo on 297 miljoonaa euroa, ja viralliset sopimusneuvottelut alkavat ensi kesäkuussa.

Space Systems Finland Oy on espoolainen insinööritalo, joka liiketoiminta-alueita ovat avaruuden lisäksi mm. teollisuuden ohjelmistoratkaisut, konepajateollisuuden prosessikonsultointi, lääketieteen teknologia, data-analytiikka sekä puolustusteollisuus. Yhtiö on perustettu vuonna 1989 ja nykyisin se työllistää 80 henkeä.

Kirjoitimme laajan esittelyn PLATOsta vuonna 2014: Plato on uusi eksoplaneettametsästäjä.

*

Juttu perustuu osittain SSF:n tiedotteeseen.

Eksoplaneettojen metsästäjä lähtövalmiina – seurannassa 200 000 lähitähteä

Ma, 04/16/2018 - 13:28 By Jari Mäkinen
Piirros TESS-satelliitista

Uusi eksoplaneettoja etsivä teleskooppi lähetetään ensi yönä avaruuteen, jos kaikki sujuu suunnitellusti. TESS tulee todennäköisesti löytämään tuhansia uusia mielenkiintoisia maailmoja.

Eksoplaneetta on jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa kiertävä planeetta. Niitä tuntuu olevan hyvinkin runsaasti – jopa niin, että todennäköisesti lähes kaikilla taivaalla olevilla tähdillä on planeettoja ympärillään. Kyse on vain siitä, kuinka monia näistä voimme havaita.

Nyt huhtikuussa 2018 tunnetaan kaikkiaan 3758 eksoplaneettaa, jotka ovat 2808 tähden ympärillä. 627 tähdellä on enemmän kuin yksi planeetta.

Mahdollisia uusia löytöjä – todennäköisiä tapauksia, joita ei ole vielä varmistettu – on tuhansia lisää.

Pian eksoplaneettoja tullaan löytämään varmasti vieläkin enemmän, sillä nyt yöllä avaruuteen laukaistavan TESS-satelliitin odotetaan lisäävän listalle tuhansia uusia planeettoja.

TESS, eli Transiting Exoplanet Survey Satellite, tulee havaitsemaan noin 200 000 meitä lähellä sijaitsevaa tähtiä siten, että se yksinkertaisesti mittaa erittäin tarkasti näiden tähtien kirkkautta.

Kuten satelliitin nimi jo kertoo, se käyttää hyväkseen transitiomenetelmää, eli se havaitsee eksoplaneettoja katsomalla sitä, milloin planeetat kulkevat tähden edestä. Planeetan peittäessä tähden pintaa, tulee tähdestä hieman vähemmän valoa, eli sen kirkkaus laskee vähän.

Kirkkauden väheneminen on hyvin pientä, joten satelliitin tulee tehdä erittäin tarkkoja havaintoja.

Satelliitti itsessään ei löydä eksoplaneettoja, vaan se tekee vain rutiininomaisesti havaintoja ja lähettää niitä tutkijoille. Tietokoneilla analysoidaan tätä suurta valokäyrämäärää ja lopulta, kun jonkun tähden valovaihteluista löydetään säännönmukaisuutta, otetaan se tarkempaan seurantaan. Jos samaa vaihtelua havaitaan lisää, voidaan lopulta eksoplaneettahavainto vahvistaa.

Valokäyrässä olevasta vaihtelusta voidaan laskea planeetan kiertoaika, määrittää sen massa ja kiertorata sekä arvioida planeetan kokoa. Näiden perusteella voidaan edelleen tehdä johtopäätöksiä siitä, millainen planeetta on kyseessä; onko se pieni ja tiheä kiviplaneetta vai suuri ja kevyt kaasujättiläinen. 

TESS-hankkeen tutkijat arvioivat, että he saattavat löytää noin 300 jotakuinkin Maan kokoista eksoplaneettaa sen kahden vuoden aikana, jonka satelliitin toivotaan ainakin tekevän havaintojaan.

Huono puoli TESSin käyttämässä havaintometodissa on se, että sen avulla voidaan löytää vain planeettoja, joiden ratataso tähtensä ympärillä on sellainen, että planeetta kulkee suoraan Maan ja tähden välistä.

TESS tekeillä

TESS on varsin pieni: sen massa on laukaisun aikaan 350 kg ja koko 3,7 × 1,2 × 1,5 metriä. Samoin sen havaintolaitteena oleva neljän kameran paketti on varustettu laajakulmaisilla (24°) linssillä, joiden aukko on kooltaan vain 10 cm. Niinpä TESS ei voi tehdä eksoplaneetoista tarkkoja havaintoja, vaan siihen tarvitaan suurempia teleskooppeja. 

Tähän mennessä tehokkain eksojen etsijä on ollut Nasan Kepler-avaruusteleskooppi, joka on monessa mielessä erilainen kuin TESS.

Ensinnäkin Kepler on suurempi, sillä sen massa oli yli tonnin ja sen havaintolaitteena oli tehokas, 1,4 metriä halkaisijaltaan olevalla peilillä varustettu teleskooppi. Se pystyi havaitsemaan siis paljon himmeämpiä tähtiä kuin TESS.

TESSin etuna on kuitenkin se, että se tulee katsomaan koko taivasta; Kepler teki tarkkoja katsauksia eri puolille ja koetti löytää mahdollisimman paljon eksoplaneettoja, mutta TESS katsoo kaikkialle ja koettaa löytää vain kiinnostavia tapauksia lähimpien tähtien ympäriltä.

Menee omituiselle radalle

TESS laukaistaan avaruuteen SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketilla Floridasta, Cape Canaveralista. Laukaisuaika on ensi yönä* klo 1.51 Suomen aikaa ja koska satelliitti laukaistaan varsin mielenkiintoiselle kiertoradalle Maan ympärillä, pitää laukaisun tapahtua vain 30 sekuntia kestävän laukaisuikkunan aikana. 

Tällä hetkellä (keskiviikkona 18.4. iltapäivällä) laukaisuun sopivan sään todennäköisyys on yli 90 %.

Päämääränä TESSillä on erittäin soikea kiertorata Maan ympärillä. Kaukaisimmillaan se on noin Kuun etäisyydellä meistä, mikä tarkoittaa sitä, että satelliitti joutuu tanssimaan Maan ja Kuun painovoimakenttien tahdissa. Tästä on se hyvä puoli, että Maa ja Kuu pitävät rataa luontaisesti hyvin stabiilina.

Yksi kierros radalla kestää 13,7 vuorokautta.

Lento tällaiselle radalle vaatii varsin paljon energiaa, ja siksi pieni satelliitti laukaistaan matkaan "liian" suurella kantoraketilla – TESS näytti hyvin pieneltä laitteelta Falcon 9:n suuren nokkakartion sisällä.​

Seuraava siirto tulee Euroopasta

Euroopan avaruusjärjestö hyväksyi maaliskuussa erääksi seuraavista suurista avaruustiedehankkeistaan Ariel-nimisen eksoplaneettateleskoopin. Siitä on tulossa seuraava todella tehokas avaruuteen lähetettävä eksojen tutkija.

Sitä tosin saadaan odottaa vielä jonkin aikaa, sillä tämä noin 1300-kiloinen laite lähetetään matkaan vuonna 2028.

Nimi Ariel tulee sanoista Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission, eli se ei tule enää vain etsimään eksoplaneettoja, vaan tutkimaan tuhansia erilaisia eksoplaneettoja ja kartoittamaan niiden hyvin paljon toisistaan poikkeavia ominaisuuksia.

Erityisesti Ariel kiinnittää huomiota lämpimien ja kuumien, hieman maapalloa suurempien sekä jättiläisplaneettojen kokoisten eksoplaneettojen kaasukehiin. Tavoitteena on havaita yksinkertaisesti mahdollisimman paljon erilaisia kaasukehiä ja päästä tutkimaan niiden yleisiä ominaisuuksia. Nythän tunnemme kunnolla maapallon ilmakehän lisäksi vain muutamia omassa aurinkokunnassamme olevia kaasukehiä.

Ariel pystyy havaitsemaan kaasukehistä mm. vesihöyryä, hiilidioksidia ja metaania. Toivon mukaan näiden määrien vaihteluita voidaan seurata pitkän aikaa, jolloin voisimme saada selville mm. eksoplaneettojen muuttumista vuodenaikojen mukaan.

Ariel laukaistaan Ariane 6 -kantoraketilla toivon mukaan vuoden 2028 puolivälissä ja sen lento kestää ainakin neljä vuotta. Satelliitti viedään Maan "varjopuolelle" 1,5 miljoonan kilometrin päähän maapallosta niin sanottuun Lagragnen pisteeseen 2.

*

Huom! Juttua on päivitetty keskiviikkona 18.4. Laukaisu maantain ja tiistain välisenä yönä jouduttiin siirtämään keskiviikon ja torstain väliseksi yöksi, ja tätä koskevat kohdat jutusta on muutettu.

Kaksoistähdet paiskovat planeettoja avaruuteen

Pe, 04/13/2018 - 11:33 By Markus Hotakainen

Tiiviit kaksoistähtijärjestelmät eivät ole suotuisia paikkoja eksoplaneetoille. Niille voi tulla äkkilähtö.

Tässä tapauksessa "tiivis" tarkoittaa, että kaksi tähteä kiertää toisiaan hyvin lähekkäin. Ne ovat lyhytjaksoisia eli niiden kiertoaika on vain vuorokausien luokkaa.

Vaikka eksoplaneettoja on löydetty jo melkein 4 000 ja niitä etsittäessä on katsastettu tuhansia tiiviitä kaksoistähtijärjestelmiä, vain harvoja eksoplaneettoja on bongattu kaksoistähtiä kiertäviltä radoilta.

Tässä tapauksessa tutkimuksen kohteena olivat erityisesti pimennysmuuttujina tunnetut kaksoistähdet, joiden kiertoratojen taso on suuntautunut kohti Maata. Silloin tähdet näyttävät vuorotellen peittävän toisensa, jolloin kokonaiskirkkaus pienenee hetkeksi.

David Flemingin johtamassa tutkimuksessa selvitettiin, millaisia vaikutuksia lähekkäin kiertävien tähtien gravitaatiolla on paitsi toisiinsa, myös järjestelmän muihin mahdollisiin jäseniin – siis planeettoihin.

"Tietokonesimulaatioiden perusteella vuorovesivoimat siirtävät tähtien pyörimisliikkeen impulssimomenttia eli pyörimismäärää niiden kiertoliikkeeseen. Silloin tähtien pyöriminen hidastuu ja kiertoaika toistensa ympäri pitenee", Fleming selittää.

Samalla kiertoratojen muoto muuttuu soikeasta ympyriäiseksi. Pitkän ajan kuluessa tähtien pyörimisliike lukkiutuu siten, että ne kääntävät aina saman puolen toisiaan kohti – täsmälleen samoin kuin esimerkiksi Pluto ja sen suurin kuu Kharon.

Alkujaan vakailla radoilla kiertäneet mahdolliset planeetat jäävät tähtien laajenevien kiertoratojen sisäpuolelle, jolloin niiden radat eivät enää olekaan vakaita. Planeetat voivat joutua heitetyiksi ulos koko järjestelmästä.

Vaikka alkuun kyytiä saisikin vain yksi planeetta, se voi aiheuttaa häiriöitä muiden planeettojen ratoihin siten, että lopulta nekin päätyvät tähtienväliseen avaruuteen.

Kaksoistähtijärjestelmissä onkin "epävakaa alue", jolle joutuva planeetta sinkoutuu vääjäämättä ulos systeemistä. Kun tähtien kiertoradat laajenevat, myös epävakaa alue kasvattaa kokoaan ja ulottuu yhä etäämmälle tähdistä.

Kun Fleming tutkimusryhmineen sovelsi mallia tunnettuihin lyhytjaksoisiin kaksoistähtiin, tulosten mukaan 87 prosentissa järjestelmistä on sinkoutunut ulos ainakin yksi planeetta. Luku voi olla paljon suurempikin, jopa 99 prosenttia.

Tutkijat ovat antaneet planeettalingolle nimilyhenteen STEEP (Stellar Tidal Evolution Ejection of Planets). Jatkossa on tarkoitus tehdä havaintoja tiiviistä kaksoistähdistä ja niiden mahdollisista planeetoista. Ellei planeettoja löydy, teoreettisesti päätelty prosessi todennäköisesti vaikuttaa kaksoistähtijärjestelmien planeettoihin.

Tällä hetkellä lyhytjaksoisin kaksoistähti, jolta on löytynyt eksoplaneetta, on Kepler 47. Tähtien kiertoaika toistensa ympäri on noin 7,45 vuorokautta. Jos malli pitää kutinsa, sitä nopeammin toisiaan kiertävillä tähdillä ei pitäisi olla käytännössä lainkaan planeettoja.

Aiemmin kerroimme Tiedetuubissa, kuinka tähtienvälinen asteroidi ’Oumuamua on todennäköisesti lähtöisin kaksoistähtijärjestelmästä.

Tutkimuksesta kerrottiin Washingtonin yliopiston uutissivuilla ja se julkaistaan Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Löpö loppuu – Kepler alkaa olla finaalissa

Ke, 03/14/2018 - 22:18 By Markus Hotakainen

Eksoplaneettoja sinnikkäästi etsinyt Kepler-avaruusteleskooppi on taas vaikeuksissa. Yhdeksän vuoden aikana se on kokenut kovia, mutta kekseliäillä kikoilla toimintaa on onnistuttu jatkamaan niin ohjausjärjestelmän osittaisesta vikaantumisesta kuin kosmisen säteilyn pommituksesta huolimatta.

Nyt lopullinen loppu alkaa kuitenkin olla lähellä. Teleskoopin asennonsäätöön tarvittava polttoaine vetelee viimeisiään. Kun Keplerin kolmesta gyroskoopista toinen rikkoutui vuonna 2013, alkuperäinen havaintosuunta jouduttiin hylkäämään ja tarkkailtavaa taivaanaluetta vaihtamaan kolmen kuukauden välein.

Tuolloin arvioitiin, että teleskoopin asentoa pystyttäisiin muuttamaan ehkä kymmenen kertaa. Aiemmin tässä kuussa se tehtiin jo 17. kerran eikä suotta. Alkuperäisen havainto-ohjelman aikana Kepler löysi yli 2 300 eksoplaneettaa ja jatko-ajallakin löytöjä on kertynyt jo reilut 300.

Kaikella on kuitenkin rajansa.

Sen lisäksi, että Kepleriä ei polttoaineen loputtua pystytä enää kääntämään uuteen, havaintojen kannalta sopivaan suuntaan, myös tietoliikenneyhteys katkeaa, kun antennia ei saada suunnattua Maahan. Sitä ennen on saatava imuroitua kaikki mahdollinen data Keplerin muistista.

Ongelmana on se, että teleskoopissa ei ole bensamittaria. Polttoaineen määrää joudutaan arvioimaan säiliössä vallitsevan paineen ja ohjausmoottoreiden toiminnan perusteella. Eikä kumpikaan keino anna kovin tarkkaa tietoa jäljellä olevan polttoaineen määrästä.

Sitä pitää kuitenkin olla riittävästi vielä vihoviimeiseen asennonsäätöön, jotta teleskooppi ja sen antenni ehditään suunnata Maahan vihoviimeistä tiedonsiirtoa varten. Lennonjohto joutuu olemaan lähiviikot ja -kuukaudet varpaillaan, sillä kun polttoaineesta on käytetty viimeinenkin pisara, Keplerin ohjaaminen käy mahdottomaksi.

Kepler-avaruusteleskoopin taru on siis lopuillaan, mutta se saa jatkoa toivon mukaan jo kuukauden kuluttua. 16. huhtikuuta on määrä laukaista avaruuteen TESS eli Transiting Exoplanet Survey Satellite. Toisin kuin Kepler, joka tarkkaili ensin Joutsenen tähdistön tienoilla ollutta aluetta ja sitten vajaata kahtakymmentä samankokoista palasta taivaasta aina kolme kuukautta kerrallaan, TESS käy läpi lähes koko taivaankannen ja etsii kirkkaita tähtiä kiertäviä planeettoja 300 valovuoden säteellä.

Keplerin hupenevasta polttoaineesta kerrottiin NASAn uutissivuilla.

Kuva: NASA

Röntgenalueen mikrolinssi-ilmiö tuotti yllätyksen – tähtitieteilijät löysivät eksoplaneettoja Linnunradan ulkopuolelta

La, 02/03/2018 - 01:03 By Markus Hotakainen

Muita tähtiä kiertäviä eksoplaneettoja tunnetaan jo yli 3 500, mutta muista galakseista niitä ei ole varmuudella löytynyt – ilmeisistä syistä. Eniten käytetyt ylikulku- ja säteisnopeusmenetelmät ovat melko etäisyysrajoitteisia ja ovat käyttökelpoisia vain pienellä alueella Linnunradassa.

Oklahoman yliopiston tähtitieteilijät ovat kuitenkin onnistuneet havaitsemaan planeettoja toisessa galaksissa. Löytö perustuu mikrolinssi-ilmiöön eli kaukaisemmista taivaankappaleista tulevien valonsäteiden taipumiseen ja "kuvan" kirkastumiseen etualalla olevan kohteen gravitaatiokentässä.

"Olemme hyvin innoissamme löydöstä. Ensimmäisen kerran olemme onnistuneet havaitsemaan planeettoja oman kotigalaksimme ulkopuolella", riemuitsee tutkimusta johtanut Xinyu Dai. "Mikrolinssitekniikkaa soveltavassa tutkimuksessa tehdyt havainnot selittyvät parhaiten planeetoilla."

Kuvan keskellä erottuvan ellipsigalaksin gravitaatio on kirkastanut kauempana olevan RX J1131-1231 -nimisen kvasaarin kuvajaisen neljäksi kirkkaaksi pisteeksi. Ilmiön tarkka mallintaminen on paljastanut elliptisessä galaksissa olevan ainakin parituhatta planeettaa, jotka ovat massaltaan Kuun ja Jupiterin väliltä.

"Galaksi on 3,8 miljardin valovuoden etäisyydellä eikä planeettoja ole mahdollista havaita suoraan edes parhailla tieteistarinoissa kuvitelluilla teleskoopeilla. Silti pystymme tutkimaan niitä, paljastamaan niiden olemassaolon ja jopa arvioimaan niiden massat", hehkuttaa Eduardo Guerras.

Löytö tehtiin Chandra-röntgenteleskoopilla, joka vietiin avaruuteen vuonna 1999. Sen oli määrä toimia viiden vuoden ajan, mutta ensi vuonna tulee täyteen jo kaksi vuosikymmentä. Röntgenhavaintojen mallinnus tehtiin Oklahoman yliopiston superlaskentakeskuksessa.

Ennätyskaukaisista eksoplaneetoista kerrottiin Oklahoman yliopiston uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: University of Oklahoma

Osa TRAPPIST-1-planeetoista on todennäköisesti asuttavia

Ti, 01/23/2018 - 21:46 By Markus Hotakainen

Vuonna 2015 löytynyt TRAPPIST-1 on kaikkiaan seitsemän suunnilleen Maan kokoisen kiviplaneetan muodostama järjestelmä noin 40 valovuoden etäisyydellä Aurinkokunnasta. Planeetoista kolme kiertää tähteä elämänvyöhykkeellä ja nyt kahden niistä on todettu olevan mahdollisesti elämälle suotuisia.

"TRAPPIST-1 on hyvin vanha ja himmeä tähti, joten planeetat ovat melko viileitä. Niiden lämpötilat vaihtelevat noin 125 celsiusasteesta eli Venusta vilpoisemmasta noin -100 celsiusasteeseen eli Maan napa-alueita kylmempään", Planetary Science Instituten tutkija Amy Barr kertoo.

Planeetat kiertävät hyvin lähellä tähteä – uloimmankin etäisyys on alle 10 miljoonaa kilometriä – ja lisäksi soikeilla radoilla, joten tähden aiheuttamien vuorovesivoimien arvellaan kuumentavan niiden sisäosia.

Planeettojen kokoa ja massaa ei tunneta vielä kovin suurella tarkkuudella, joten niiden koostumus on osittain arvailua. Tutkijat ovat kuitenkin tehneet laskelmia erilaisilla oletuksilla planeettojen rakenteesta eli missä suhteissa niissä on vettä tai vesijäätä, kiveä ja rautaa.

Tulosten perusteella kolmas ja neljäs planeetta eli TRAPPIST-1d ja TRAPPIST-1e ovat elämän kannalta lupaavimpia.

Niiden pintalämpötila on sopivissa rajoissa, vuorovesivoimien vaikutus ei ole liian suuri eikä niiden sisuksista huokuva lämpö ole saanut aikaan voimakasta kasvihuoneilmiötä. d-planeetan pinnalla saattaa lainehtia jopa valtameri.

Samaisen tutkimuksen mukaan kahdella sisimmällä eli b- ja c-planeetoilla on todennäköisesti ainakin osittain sula vaippa, jota c-planeetalla peittää kiinteä kuori. Vuorovesivoimien seurauksena sen pinnalla saattaa esiintyä voimakkaita vulkaanisia purkauksia samaan tapaan ja samasta syystä kuin Jupiterin Io-kuun pinnalla.

Tuloksista kerrottiin Planetary Science Instituten tiedotteessa ja tutkimus on julkaistu Astronomy & Astrophysics -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/R. Hurt/T. Pyle

Jännä lisätieto Trappist-1 -eksoplaneettakunnan tapauksesta: SETI on jo kuunnellut sitä

La, 02/25/2017 - 23:53 By Jari Mäkinen
Allen Telescopes

Seitsemän eksoplaneettansa ansiosta viime keskiviikkona otsikoihin noussut Trappist-1 on ollut tähtitieteilijöiden huomion kohteena jo viime keväästä alkaen, kun belgialaisryhmä ilmoitti löytäneensä kolme planeettaa tähden ympäriltä – ja laski, että ne olisivat jotakuinkin Maan kokoisia sekä sijaitsivat elämän kannalta suotuisalla alueella. Ei ihme, että myös SETI-ohjelma otti tähden heti tarkkailuun.

SETI, eli maapallon ulkopuolista älykästä elämää etsivä ohjelma (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) on tarkkaillut Trappist-1 -tähteä jo jonkin aikaa. Mitään ei toistaiseksi ole kuulunut, mutta etenkin uusien tietojen julkistamisen jälkeen etsintää aiotaan jatkaa vielä aktiivisemmin.

Asiasta kertoo tähtitieteilijä Seth Shostak SETI-instituutin nettisivuilla.

Tähän saakka tähteä ja sen ympärillä olevia planeettoja on kuunneltu Kalifornian pohjoisosassa olevalla Allenin antenniryhmällä (ATA, Allen Telescope Array), johon kuuluu 42 kappaletta 6,1-metristä radioteleskooppia.

Kyseessä on Microsoftin toisen perustajan Paul Allenin lahjoitusrahoin tehty teleskooppisysteemi, joka on omistettu kokonaan SETI-tutkimukselle. 

Tällaiset sinänsä pienistä antenneista tehdyt ryhmät ovat nykyisin hyvin suosittuja radiotähtitieteessä, koska niillä saadaan kohtuullisin kustannuksin aikaiseksi varsin suuri radioaaltoja keräävä pinta-ala.

ATA:n radiovastaanottimet havaitsevat taivaalta 60–2,7 cm:n aallonpituusalueella tulevia radioaaltoja.

Tähden suunnasta ei ole havaittu toistaiseksi mitään kiinnostavaa, mutta on teoriassa mahdollista, että planeetoilla on elämää – kenties älykästäkin. SIksi etsintää kannattaa jatkaa, ja mieluiten tehokkaammilla radioteleskoopeilla.

Tosin ei Allenin antenniryhmä ole sekään mikään vaatimaton kuulolaite: jos Trappistin planeetalla olisi Kiinassa käyttöön juuri otetun 500-metrisen FAST-radioteleskoopin kokoinen antenni, se suunnattaisiin kohti Maata ja sillä lähetettäisiin 100 kW teholtaan oleva signaali (Shostakin mukaan vain noin kymmenen kertaa tyypillisen lentoaseman tutkan tehoinen), niin ATA pystyisi havaitsemaan sen. 

Tavallista planeetalta avaruuteen pakenevaa TV- tai radiolähetystä ei ATA voisi kuitenkaan kuulla.

Mutta siis jos Trappist-1:n ET:t haluaisivat saada meihin yhteyden, niin se varmasti onnistuisi. Etäisyyskään ei tässä tapauksessa haittaa, sillä matkaa välillämme on "vain" noin 39 valovuotta. Se tarkoittaa sitä, että nyt kuultava signaali olisi lähetetty 39 vuotta sitten. Jos lähetämme vastauksen, niin se tulisi perille 39 vuoden päästä. 

Vaikka tähti onkin lähellä, niin keskustelu kävisi varsin hitaasti. Kosmisessa mielessä kyse on kuitenkin pikaviestittämisestä.

Otsikkokuvassa on osa ATA-teleskooppia. Kuva: SETI-instituutti.

 

360°-video: Tältä voisi näyttää Trappist-1b:n pinnalla

Onko sinulla virtuaalilasit? Tai vaikkapa kännykässä Google Cardboard-sovite?

Pääset niillä katselemaan maisemia Trappist-1b -eksoplaneetan pinnalta tässä hienossa ESOn tekemässä videossa.

Video näkyy normaalina siis vain VR-laseilla ja katsoja voi katsella ympärilleen päätä kääntämällä

Kuvissa näkyy punaista, himmeää valoa säteilevä hyvin viileä kääpiötähti Trappist-1 ja kuvitteellista maisemaan sitä lähimpänä kiertävän planeetan pinnalla. Taivaalla näkyy myös kolme muuta planeettaa: vasemmalta oikealle Trappist-1f, d ja c.

Näistä c on kiinnostava siksi, että se sijaitsee kiertoradalla, missä lämpötila planeetan pinnalla saattaa olla sopiva nestemäiselle vedelle.

Kyseessä on siis taiteilijan näkemys, joka tosin perustuu havaintojen perusteella tehtyihin päätelmiin sekä arvioihin siitä, millainen Trappist-1b voisi olla.

Video: ESO / L. Calçada / spaceengine.org

Video: Viisi ponttia ja pari yllättävää huomiota Trappist-1 -eksoplaneettaperheestä

Keskiviikkona illalla kaikki tiedostusvälineet ja tähtitieteestä innostuneet seurasivat mitä Nasalla oli sanottavanaan klo 20 Suomen aikaa alkaneessa tiedotustilaisuudessa.

Kuten ennalta jo kerrottiin, kyse oli eksoplaneetoista, ja tilaisuuden puhujalistaa katsomalla saattoi hyvin päätellä, että kyse oli todennäköisesti noin 40 valovuoden päässä meistä olevasta viileästä kääpiötähdestä nimeltä 2MASS J23062928-0502285, eli Trappist-1.

Nimen Trappist se on saanut siksi, että sitä oli havaittu belgialaisen Liegen yliopiston tutkijaryhmän TRAPPIST-teleskooppikaksikkolla. Tutkimuksissa sen ympäriltä oli löydetty kolme planeettaa. 

Ennen tiedotustilaisuutta Trappist-1:n ympärillä siis tiedettiin oleva kolme eksoplaneettaa, jotka olivat todennäköisesti jotakuinkin Maan kokoisia ja ainakin joku niistä sijaitsisi alueella, missä niiden pinnalla oleva vesi voisi olla nestemäisessä muodossa. Pinnalla siis voisi olla myös elämää, ainakin periaatteessa.

Sittemmin tätä meikäläisen Jupiterin kokoista, avaruuden mittakaavassa ihan naapurissa olevaa tähteä on havaittu lisää muun muassa infrapunavaloa havaitsevalla Spitzer-avaruusteleskoopilla, Hubblen avaruusteleskoopilla ja Euroopan eteläisen observatorion VLT-jättiläiskaukoputkilla.

Tarkemmin katsottaessa planeettoja on huomattu olevan kaikkiaan seitsemän, kaikki enemmän tai vähemmän Maan kokoisia. Ne on ristitty eksoplaneettojen nimeämistapaan kirjaimilla b, c, d, e, f, g ja h. 

Kyseessä on varsinainen jättipotti mahdollisesti elinkelpoisia eksoplaneettojen tutkijoille, sillä planeetoista kuusi on todennäköisesti Maan kaltaisia kiviplaneettoja ja niistä yksi, Trappist-1c, on varmasti elokehällä – siis alueella, missä planeetan pinnalla voisi mahdollisesti olla nestemäistä vettä.

Seuraavaksi olisi kiinnostavaa tietää onko niillä kaasukehiä ja millaisia kaasuja niissä on. 

Näistä planeetoista kuullaan vastaisuudessa varmasti vielä lisää, ja kunhan Hubblen avaruusteleskoopin seuraaja James Webb -avaruusteleskooppi saadaan taivaalle sekä uudet maanpäälliset jättiläisteleskoopit (kuten näistä suurin ESO:n ELT) saadaan toimintaan, on Trappist-1 varmasti niiden ensimmäisten kohteiden joukossa.

Periaatteessa näillä voitaisiin saada jopa kuvia planeetoista; nythän niistä ei ole saatu muuta tietoa kuin niiden kiertoajat tähtensä ympärillä ja arvio koosta. Kaikki muut tiedot on joko laskettu tai päätelty näistä.

Samalla Trappist-1 on erinomainen esimerkki siitä, että eksoplaneettoja saattaa olla lähes kaikkialla. Lähes jokaisella tähdellä voi olla kiertolaisia, kunhan vain onnistumme niitä havaitsemaan. Tässä tapauksessa planeetat kiertävät tähteään juuri sopivasti havaitsemista varten – ne ovat siis helppoja tapauksia.

Yllä on Euroopan eteläisen observatorion tekemä video Trappist-1:n planeettaperheestä. Kannattaa muistaa, että vaikka Nasa keräsi huomion tiedotustilaisuudella itselleen tästä löydöstä, on havaintoja tehty monilla havaintovälineillä ja tutkijoita on ollut mukana hankkeessa niin Yhdysvalloista, Euroopasta kuin Afrikastakin.

Alla on ESOn grafiikat tähdestä ja sen planeetoista verrattuna omaan Aurinkokuntaamme, Jupiteriin sekä Jupiteria kiertäviin kuihin.

Eksojen kokovertailu
Eksojen kiertoradat

Video: Neljä eksoplaneettaa kuvattu kiertämässä tähteään – ainutlaatuista!

Kyseessä on Pegasuksen tähtikuviossa, noin 129 valovuoden päässä meistä oleva tähti nimeltä HR 8799, jonka ympärillä on neljä eksoplaneettaa.

Niitä on kuvattu seitsemän vuoden aikana Havaijilla, Mauna Kean huipulla yli neljän kilometrin korkeudessa sijaitsevan Keck-observatorion teleskoopilla, ja näistä kuvista on koottu tämä animaatio.

HR 8799 on merkittävä tähti myös sen vuoksi, että sitä kiertävät eksoplaneetat olivat ensimmäisiä sellaisia, joista saatiin suoria visuaalisia havaintoja. Tämä oli vuonna 2008 ja tämän videon tekemiseen otetuista kuvista ensimmäinen otettiin vain noin vuotta tuon jälkeen, vuonna 2009.

Oikeita kuvia videossa on vain kahdeksan, joiden välissä olevat kuvat on tehty tietokoneella oikeiden näköisiksi siten, että niissä on eksoplaneettojen laskennalliset sijainnit. Näin liikkeestä on saatu tasaista ja luonnollista.

Kaikki neljä planeettaa ovat varsin suuria, omaa Jupiteriamme massiivisempia kaasujättiläisiä. Näistä lähimpänä tähteään kiertävä eksoplaneetta tekee yhden kierroksen 40 meikäläisessä vuodessa, kun taas kauimmaisella siihen kuluu päälle 400 Maan vuotta.

Näin ollen video näyttää planeettojen kierroksista vain pienen osan, mutta jo niistä huomaa hyvin, kuinka planeettojen rataliikkeen ensimmäisenä laskenut Johannes Kepler oli lakeineen täysin oikeassa: eksoplaneetat liikkuvat täsmälleen niiden mukaisesti.

Berkeleyn yliopiston jatko-opiskelija Jason Wangin tekemä ja tunnetun eksometsästäjä Christian Maroisin ottamiin kuviin perustuva video julkaistiin tiedetoimittaja Marc Kaufmanin Many Worlds -blogissa, missä kerrotaan myös mistä idea videon tekemiseen tuli: toisesta vastaavanlaisesta, mutta vaatimattomammasta videosta.

Wang oli nähnyt yllä olevan animaation Beta Pictoris b -tähden liikkeestä, ja halusi tehdä paremman HR 8799:n eksoplaneetoista. Ja työ onnistui hyvin.

HR 8799:n video on paitsi kaunis, niin myös kiinnostava siksi, että sen mukaan eksoplaneetat kiertävät tähteään selvästi resonanssissa. Planeettojen kiertoajat ovat suhteessa toisiinsa lukusarjan 1-2-4-8 -mukaisesti, eli seuraavan planeetan kierrosaika on kaksi kertaa pitempi kuin edellisen.

Huimaa!

Avainsanat