Merenalainen lasisilmä havaitsi superäreän neutriinon Jari Mäkinen To, 13/02/2025 - 21:17
Isolta lasista, teräksestä ja kullasta tehdyltä korulta näyttävä KM3NeT-neutrinoilmaisin
Isolta lasista, teräksestä ja kullasta tehdyltä korulta näyttävä KM3NeT-neutrinoilmaisin

Välimeressä sijaitseva  KM3NeT-teleskooppi on havainnut neutriinon, jonka energia on kolmekymmentä kertaa suurempi kuin mitä on aiemmin havaittu. Arvoitukselliset avaruudesta tulevat neutriinot ovat nyt entistäkin arvoituksellisempia.

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.

Yksi valoilmaisinpallo

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.

Piirros palloista meressä

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.

Neutriinon reitti

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?

Ennätysneutriinohavainto

 

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. 

Asteroidi 2024 YR4 - tänne törmäys voisi osua ja tällainen se voisi olla Jarmo Korteniemi Ke, 05/02/2025 - 15:31
Maapallo ja asteroidi Lutetia liitetty samaan kuvaan
Maapallo ja asteroidi Lutetia liitetty samaan kuvaan

Seuraamme asteroidi 2024 YR4:n havaitsemista ja sen mahdollista törmäysuhkaa. Tässä jutussa  on analyysi sen koosta, mahdollisesta törmäyspaikasta ja siitä, miten törmäys saattaisi tapahtua.

Aloitetaan asteroiditapauksen analysointi kokoarviolla.

Kaikkein todennäköisimmin 2024 YR4 on läpimitaltaan noin 55-metrinen. Kuvittele siis eteesi 15-kerroksisen talon korkuinen kivimurikka, joka peittää jalkapallokentän (100x60 m) puolikkaan.

Tuollaisen asteroidin massa on noin 2 miljoonaa tonnia. Se on toisin sanoen 250 kertaa massiivisempi kuin raskain Suomessa operoiva tavarajuna, 18 kertaa massiivisempi kuin Turussa rakennettu Oasis of the Seas -jättiristeilijä, tai kolmanneksen Kheopsin kuulusta pyramidista.

Lisäksi mitat voivat olla jonkin verran suurempia tai pienempiä. Halkaisijasta voidaan sanoa varmasti vain että asteroidi on 40–100 -metrinen. Sen massa taas on 0,3–33 miljoonaa tonnia, tiheydestä riippuen. Materiaali kun voi olla komeettojen tapaan hötyistä jäätä, kivimurskaa, umpikiveä, tai jopa tiivistä rauta-nikkeliseosta. Kaikkea tältä väliltä.

Eduskuntatalo

Kokoja on varsin vaikea hahmottaa, mutta Eduskuntatalo Helsingissä on hyvä vertailukohta: sen leveys pohjois-eteläsuunnassa on 78 m ja länsi-itäsuunnassa 55 m. Ristimitta on noin 95 m. Kuva: Jari Mäkinen
 

Kokoarvio perustuu asteroidin oletettavasti heijastaman valon määrään. 

Aurinkokunnassa tiedetään kuljeskelevan niin kirkkaita kuin tummempiakin pienkappaleita. Jos 2024 YR4:n pinta sattuu heijastamaan paljon valoa, sen läpimitta olisi hieman alle 50-metrinen, kun taas tummempana ja huonosti heijastavana kappaleena halkaisija voisi olla jopa sadan metrin luokkaa. 

Edellisessä jutussamme mainittu ESA:n arvio on maksimissaan 95 metriä, mutta muutamalla metrillä ei ole ison kuvan kannalta merkitystä.

Jahka asteroidin spektri saadaan mitattua tarkemmin, nähdään kuinka se heijastaa eri aallonpituuksia. Tuolloin pintamaterian laatua voidaan arvioida tarkemmin ja sen koostumus ja halkaisija voidaan lyödä lukkoon varsin tarkkaan. Mutta sen massa on yhä tuolloinkin epäselvä, sillä näistä tiedoista ei vielä pystytä sanomaan että onko ehkä kyse soraläjästä, yhtenäisestä kiinteästä kappaleesta, vai jostain näiden ääripäiden väliltä.

Asteroidi Ida

Asteroidi 243 Ida on tyypillinen aurinkokunnan pienkappale, joskin se on kertaluokkaa suurempi kuin 2024 YR4. Halkaisijaltaan Ida on 59,8 × 25,4 × 18,6 kilometriä. Galileo-luotain lensi sen ohi Marsin ja Jupiterin välissä vuonna 1994. Kuva: Nasa.

 

Törmäystapahtuma hetki hetkeltä

Kuvitellaan, että 2024 YR4 todella törmää. Mitä tuolloin tapahtuisi?

Todennäköisin törmäyshetki näyttää tällä hetkellä olevan 22.12.2032 klo 11:37 Suomen aikaa. Epävarmuutta on tosin muutaman tunnin verran, eli se voi sattua joskus välillä klo 08.09–15.05. 

Kunhan törmäysaika lasketaan sekunnilleen, selviää myös lopullinen törmäyspaikka. Nykytiedoilla voidaan sanoa vain, että törmäyspaikka on luultavasti jossain hieman päiväntasaajan pohjoispuolella: Etelä-Amerikassa, Afrikassa, Intiassa, tai niiden välisillä merialueilla.

55-metrinen asteroidi on riittävän suuri näkyäkseen ihan paljaalla silmälläkin ehkä puolisen tuntia ennen törmäystä taivaalla nopeasti liikkuvana valopisteenä. Sen voi kuitenkin erottaa vain yöpuolelta, sieltä mistä katsoen Aurinko sattuu valaisemaan kappaleesta riittävän suurta osaa. 

Päiväpuolella asujat eivät kiveä voi nähdä ennen sen tuloa ilmakehään.

Sekä asteroidin kiertonopeus Auringon ympäri että Maan painovoiman vaikutus siihen on saatu laskettua jo varsin tarkkaan. Törmäyksessä asteroidi tunkeutuu ilmakehään huimalla 17 kilometrin sekuntivauhdilla.

Helsingistä pääsisi Tampereelle tuolla vauhdilla 10 sekunnissa. Asteroidin koko ilmalento hoituu samassa ajassa. Ilmassa ehtii kuitenkin tapahtua hyvin paljon.

Ilma asteroidin edessä puristuu kasaan, ionisoituu ja alkaa hehkua, kuumentaen samalla murikan pintaakin ehkäpä noin millin syvyydeltä. Taivaalla näkyy nopeasti suureneva ja paikoin hehkuva pallo. Sen perässä leviää sankka savuvana.

Ilmakehä jarruttaa asteroidia rankasti, rasittaen sen rakennetta äärimmilleen. Siihen syntyy pieniä rakoja ja halkeamia, jotka repeytyvät lopulta auki. 

Noin 50 kilometrin korkeudella asteroidi alkaa hajota, mikä tosin näkyy maanpinnalle vain välähdyksinä ja savuvanan hetkellisiä laajentumina. Lopulta 5 – 6 kilometrin korkeudella asteroidi hajoaa lähes täydellisesti suuressa räjähdyksessä.

Tseljabinskin asteroidi

Noin 15 metriä halkaisijaltaan ollut meteori törmäsi Maahan Tšeljabinskin luona 15. helmikuuta 2013. Se räjähti noin 30–50 kilometrin korkeudessa. Kuva: via ESA.

 

Räjähdyksen tuloksena pintaan alkaa parin sekunnin päästä ropista meteoriitteja, luultavasti yhä muutaman kilometrin sekuntinopeudella. Mukana on kaikkea tomusta pesukoneen kokoisiin järkäleisiin. 

Kivien jysähtelyä maahan voi verrata vaikkapa rypälepommien keskityksen. Rytäkässä syntyy pieniä kraatterinpoikasia sinne sun tänne. Mutta tämä pommitus rajautuu kuitenkin pääosin asteroidin alkuperäiseen lentosuuntaan. Se ei suinkaan ole pahinta mitä on luvassa.

Tiedetuubin klubi Arizonan meteorikraatterilla

Arizonassa oleva Barringerin kraatteri on noin 1200 metriä leveä ja 170 metriä syvä. Sen synnytti Maahan osunut noin 50-metrinen nikkelirauta-asteroidi 50 000 vuotta sitten. Tiedetuubin Klubi vieraili paikalla vuonna 2017. Kirjoittaja on eturivissä neljäs vasemmalta. Kuva: Jari Mäkinen.

 

Paineaalto

Törmäyksen suurin haitta tulee suoraan ilmassa tapahtuneesta räjähdyksestä. Voimakkuudeltaan posaus on noin kahdeksaa megatonnia TNT:tä, vastaten suurta vetypommia. Siitä lähtevä paineaalto suuntautuu tasaisesti joka suuntaan, kaataen ja murskaten taloja, puita, siltoja – lähes kaikki maanpäälliset rakenteet. Äänen nopeudella etenevä paineaalto saavuttaa minuutissa 20 kilometrin etäisyyden.

Tämä nähtiin selvästi vuonna 2013 tapahtuneessa Tšeljabinskin meteoritörmäyksessä: paineaalto sai aikaan suuria vaurioita, kappaleiden putoaminen maahan ei.

Suoraan räjähdyksen alla olevasta pisteestä täytyy mennä noin viiden kilometrin päähän, jotta selviäminen olisi mahdollista muutoin kuin aivan ihmeen kaupalla. Todennäköistä se alkaa kuitenkin olla vasta 15 kilometrin päässä.

Merellä sattuessaan paineaalto puskee alleen jopa parikilometrisen kraatterin, joka kuitenkin oikenee nopeasti. Samalla syntyy ulospäin leviävä tsunamiaalto. Aivan kraatterin reunalla sen korkeus on useita kymmeniä metrejä, mutta jo 10 kilometrin päässä vain 2–4 metriä. 

Symmetrisyydestä ja veden edestakaisesta loiskahtelusta johtuen tsunamia ei 20 kilometrin etäisyydellä enää ehkä edes huomaa.

Nyt määritellyllä vaaravyöhykkeellä elää vähintään 200 miljoonaa ihmistä. 

Miljoonakaupunkeja alueella on hieman yli 30 kappaletta. Äärimmäisen ikävästi osuessaan asteroidi voisi tuhota hetkessä vaikkapa jonkin jättimäisen metropolin, kuten Bogotan (11 miljoonaa asukasta), Kalkutan (15 milj.), Lagosin (21 milj.), Mumbain (23 milj.) tai Dhakan (24 milj.).

Törmäysriskialue

Rajattu alue osoittaa tämänhetkisen törmäysriskin alueen, pohjalla on vuoden 2020 väestöntiheyskartta. Kuva: Daniel Bamberger / Duncan Smith (LuminoCity3D) / Jarmo Korteniemi.

 

Onneksi törmäys on hyvin epätodennäköinen, ja osuminen kaupunkiin on vielä hirmuisen paljon epätodennäköisempää.

Nämä vaikutukset on laskettu uumoillun kokoiselle 55-metriselle kiviasteroidille. Laskennallisesti moisia törmää Maahan keskimäärin tuhannen vuoden välein.

Hieman pienempi tai harvempaa materiaalia oleva asteroidi räjähtäisi korkeammalla ja pienemmällä voimakkuudella. Sen synnyttämä paineaalto ei yltäisi yhtä vahvana yhtä kauas, eikä tuhovaikutus olisi yhtä mittava. Kaupungin päälle osuessaan kuolonuhreilta ei luultavasti voitaisi kuitenkaan välttyä, jos alla olevia alueita ei evakuoitaisi ajoissa.

Suurempi (tai tiheämpi) murikka räjähtäisi joko alempana ilmassa, tai yltäisi maahan asti ja siirtäisi energiastaan aimo osan kiveen. Tuolloin pahin ongelma ei lähiympäristössä olisi paineaalto, vaan niskaan satava kiviaines.

Kaikeksi onneksi 2024 YR4 on riittävän pieni (ja törmäyshetki on vielä tarpeeksi kaukana) että törmäys voitaisiin nykytekniikalla välttää. Toimeen täytyisi kuitenkin ryhtyä pian sen jälkeen jos ja kun törmäys varmistuu.

Riittää, että sen vauhtia hidastetaan tai nopeutetaan vain hieman, jotta se ei ole Maan kanssa samassa pisteessä aivan tismalleen samaan aikaan. DART-luotain osoitti vuonna 2022, että suurempikin asteroidi liikahtaa riittävästi kun saa vain riittävän nopean töytäisyn raskaalla laitteella.

DARTin törmäys Dimorphosiin kuvattuna Etelä-Afrikassa olevalla Lesedi-teleskoopilla. Kuva: SAAO

 

Mitä aikaisemmin asteroidia päästään tuuppimaan, sitä helpommin sen sijaintiin Maan luona vuonna 2032 voisi vaikuttaa.

Toisaalta, jos törmäyspaikka olisi riittävän syrjäinen, asteroidin kannattaisi ehdottomasti antaa törmätä. Törmäysprosessia ja sen vaikutuksia olisi nimittäin tärkeätä päästä tutkimaan ihan todellisessa maailmassa – tämä kappale kun on tarpeeksi suuri, mutta ei kuitenkaan niin iso, että sillä olisi maailmanlaajuisia vaikutuksia.

Olisi hyvä päästä varmistamaan että simulaatiot antavat edes suurpiirteisesti oikeata tietoa.

Tarkasti ennustettu ja seurattu isohko törmäys olisi täysin ainutlaatuinen tapahtuma koko ihmiskunnan historiassa. Pääsisimme kerrankin näkemään Aurinkokunnan yleisimmän geologisen prosessin toimessa.

Peukut pystyyn!

-

Otsikkokuvassa on liitetty yhteen Apollo-astronauttien kuvaama maapallo ja Lutetia-asteroidi. Alkuperäiset kuvat: Nasa.

Galaktinen napakymppi

Kuva: NASA / ESA / Imad Pasha (Yale University) / Pieter G. van Dokkum (Yale University)
Kuva: NASA / ESA / Imad Pasha (Yale University) / Pieter G. van Dokkum (Yale University)
Kuva: NASA / ESA / Ralf Crawford (STScI)
Kuva: NASA / ESA / Ralf Crawford (STScI)

Mitä tapahtuu, kun galaksit kolaroivat nokikkain? Avaruuteen lähtee leviämään renkaita samaan tapaan kuin lammen pintaan, kun veteen heittää kiven. Mittakaava vain on hieman toisenlainen.

Hubble-avaruusteleskoopin ja Havaijilla sijaitsevan kymmenmetrisen Keck-kaukoputken havainnot paljastavat, että LEDA 1313424 -galaksiin on osunut toinen, pienempi galaksi. Kosmisessa aikaskaalassa törmäys on tapahtunut ihan äskettäin, vain noin 50 miljoonaa vuotta sitten.

Kolaroinnin seurauksena lempinimellä ”Napakymppigalaksi” tunnetun tähtijärjestelmän ympärillä ja sisällä on kaikkiaan yhdeksän samankeskistä rengasta. Sen lisäksi siitä kurkottaa ohut, mutta hyvin pitkä, noin 130 000 valovuoden mittainen kaasukieleke törmäyksen toiseen osapuoleen, kuvassa nuolella merkittyyn sinisävyiseen kääpiögalaksiin. 

Vastaavia rengasmuodostelmia tunnetaan muissakin galakseissa, mutta aiemmin tunnetuissa tapauksissa niitä on havaittu enimmillään kolme. Yhdeksän rengasta on siis uusi ennätys. 

Kuva: NASA / ESA / Ralf Crawford (STScI)

Suureen lukumäärään vaikuttaa se, että törmäys on suhteellisen tuore: sen jäljet eivät vielä ole ehtineet kadota näkyvistä. 

Renkaat ovat syntyneet, kun kohtisuoraan isomman galaksin läpi kulkenut seuralainen on saanut tähtienvälisen aineen kasautumaan osumakohdasta loittoneviksi aalloiksi. Niiden kohdalla on alkanut syntyä tiuhaan tahtiin uusia tähtiä, jotka saavat renkaat erottumaan.

Kalojen tähdistön suunnassa 567 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitseva LEDA 1313424 on paljon Linnunrataa suurempi. Sen läpimitta on noin 250 000 valovuotta, kun oman kotigalaksimme halkaisija on ”vain” noin 100 000 valovuotta.

Kuva: NASA / ESA / Ralf Crawford (STScI)

Linnunrata on parhaillaan törmäyskurssilla Andromedan galaksin kanssa. Kolari on odotettavissa noin 4,5 miljardin vuoden kuluttua. Siitä ei kuitenkaan ole seurauksena samanlaisia renkaita kuin Napakymppigalaksissa, vaan toisiinsa osuessaan galaksit sulautuvat yhteen ja muodostavat jättimäisen ellipsigalaksin. 

 

Asteroiditörmäyksen mahdollisuus vuonna 2032 kasvanut Jari Mäkinen Ti, 04/02/2025 - 15:30
Asteroidi Steins ja maapallon horisontti käsiteltynä samaan kuvaan
Asteroidi Steins ja maapallon horisontti käsiteltynä samaan kuvaan

Joulukuussa löydettyä asteroidia 2024 YR4 on havaittu aktiivisesti, koska se tulee lentämään hyvin läheltä maapalloa – kenties jopa törmäämään – vuonna 2032. Tuoreimman arvion mukaan törmäyksen todennäköisyys on noussut, mutta edelleen on vielä todennäköisempää, että kappale menee ohi.

Kuten uutisoimme (ensimmäisenä Suomessa) viime viikolla, on joulukuussa löytyneellä pienellä asteroidilla mahdollisuus törmätä maapalloon vuonna 2032. 

Asteroidi lensi läheltämme joulukuussa, jolloin aurinkokunnan pienkappaleita etsivä Atlas-havaintolaite äkkäsi sen taivaalta. Nyt 2024 YR4 vipeltää poispäin, mutta se ohittaa meidät seuraavan kerran 17. joulukuuta 2028 ja palaa uudelleen vuonna 2032.

Tuolloin, 22. joulukuuta 2032, sen etäisyys maapallosta on epämuvavan pieni. Sen sijaintia tuolloin on toistaiseksi hyvin vaikeaa määrätä tarkasti, koska avaruuden mittakaavassa myös maapallo on varsin pieni kohde. Mitä enemmän havaintoja asteroidista saadaan, sitä paremmin sen rataa voidaan arvioida.

Hyvin todennäköisesti 2024 YR4 ohittaa maapallon todella läheltä, mutta on myös mahdollista, että se osuu meihin. Viime viikolla todennäköisyydeksi laskettiin 1,2 %, mutta tuoreimman Euroopan avaruusjärjestön julkaiseman arvion mukaan todennäköisyys onkin 1,5 %.

Ero ei ole suuri, mutta suuntaa antava.

Samalla kappaleesta on saatu tarkempia tietoja. Asteroidin halkaisijaksi arvioidaan nyt 40 –90 metriä. Jos tällainen kappale törmäisi Maahan, se synnyttäisi pari kilometriä halkaisijaltaan olevan kraatterin ja saisi aikaan suurta paikallista tuhoa.

Mikäli törmäys tapahtuisi merellä, nousisi ilmaan valtava vesihöyrypilvi.

2024 YR4:n aktiivista seurantaa jatketaan monin eri tavoin. Yhdystyneiden kansakuntien avaruusasiain neuvoa-antava toimintaryhmä SMPAG (Space Mission Planning Advisory Group) kokoontuu asian tiimoilta kevään kuluessa ja antaa toimintaehdotuksensa YK:n Ulkoavaruusryhmälle UNOOSAlle (joka on Yhdistyneiden kansakuntien yleiskokouksen organisaatio, jonka vastuulla on toteuttaa kokouksen määrittelemiä ulkoavaruuteen liittyviä toimintaperiaatteita).

Asteroidi on tällä hetkellä maapalloa mahdollisesti joskus uhkaavien asteroidien ja komeettojen listalla ensimmäisenä. Lista muuttu koko ajan, kun kappaleiden radoista saadaan tarkempia tietoja. Euroopan avaruusjärjestön NEOCC-koordinaatiokeskuksen lista on täällä.

Otsikkokuvassa on yhdistettynä maapallon horisontti Kansainväliseltä avaruusasemalta kuvattuna ja Rosetta-luotaimen ottama kuva asteroidi Šteinsistä, joka on nyt havaittua asteroidia olennaisesti suurempi. Kuvat: ESA ja Nasa.

Asteroidi 2024 YR4 tuli ja meni – ja tulee vuonna 2032 uudelleen vaarallisen lähelle Jari Mäkinen Ke, 29/01/2025 - 13:12
Hahmotelma Maan ohi lentävästä asteroidista
Hahmotelma Maan ohi lentävästä asteroidista

Joulukuussa löydetty asteroidi 2024 YR4 saattaa törmätä maapalloon joulukuussa 2032. Joka tapauksessa se menee hyvin, hyvin läheltä. Tutkijat arvelevat törmäyksen todennäköisydeksi noin prosentin.

Tehokkaat havaintolaitteet löytävät nykyisin yhtenään uusia aurinkokunnan pienkappaleita, jotka menevät läheltä maapalloa. Olemme kertoneet niistä usein Tiedetuubissakin.

Yksikään niistä ei ole ollut kuitenkaan vaarallinen. Joko kappale menee ohi, eikä ole törmäyskurssilla pitkiin, pitkiin aikoihin, tai jos törmäävät, niin ovat niin pieniä, ettei niistä kannata huolestua.

Nyt tilanne on toinen: ATLAS-havaintosysteemin joulukuun 27. päivänä viime vuonna havaitsema asteroidi 2024 YR4 saattaa osua maapalloon 22. joulukuuta 2032.

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun pienkappaleen maapalloon osumisen todennäköisyyttä ja törmäyksen tuhoisuutta mittaavalla Torinon asteikolla on asteroidi tasolla 3. Kymmenportaisella asteikolla on tähän mennessä ollut vain kaksi tasolle kaksi yltänyttä kohdetta.

Näistä yksi, vuonna 2004 löydetty asteroidi 99942 Apophis, oli vähän aikaa tasolla 4, kunnes tarkemmat havainnot sen radasta pudottivat sen tasolle nolla. Eli törmäystä sen kanssa ei tapahdu ainakaan vuosisataan.

Arvioiden mukaan 2024 YR4 törmäyksen todennäköisyys on 1,2% %, eli varsin pieni, mutta silti suurempi kuin millään asteroidilla tai komeetalla juuri nyt.

Ennen panikointia kannattaa muistaa pari asiaa.

Ensiksikin arvio 2024 YR4:n koosta perustuu sen kirkkausmittauksiin, ja pinnan valonheijastuskyky vaikuttaa siten arvioon. Nyt kappaleesta voidaan sanoa vain se, että se on halkaisijaltaan 40-100 metriä.

Nasan tutkijoiden arvio on 55 metriä. Se olisi siis samaa mittaluokkaa kuin vuonna 1908 Tunguskassa suurta tuhoa aiheuttanut asteroidi tai Arizonassa olevan kraatterin synnyttänyt törmääjä.

Tšeljabinskin luokse vuonna 2013 näyttävästi ja tuhoisasti osunut kappale oli kooltaan noin 18-metrinen, eli 2024 YR4 on siihen verrattuna paljon suurempi.

Jos 2024 YR4 törmäisi Maahan, tuloksena olisi suurta paikallista tuhoa ja ilmakehään noussutta vesihöyryä sekä pölyä.

Ratalaskelmien mukaan törmäys voisi olla jossain alueella, joka ylettyy pitkänä viivana Tyyneltä valtamereltä Meksikon luota Etelä-Amerikan pohjoisosien sekä keskisen Afrikan kautta Intian pohjoisosaan.

Vaara-alue

Suomeen kappale ei siis osu missään tapauksessa, mutta vaaravyöhykkeellä on useita isoja kaupunkeja ja asutusta.

2024 YR4:n rataa ei kuitenkaan tunneta vielä niin tarkasti, että voitaisiin sanoa varmuudella törmääkö se vai ei.

Joulukuisella ohilennollaan 2024 YR4 oli lähimmillään Maata 25. joulukuuta, jolloin etäisyys siihen oli 828 800 kilometriä eli noin 2,2 kertaa Maan ja Kuun välinen etäisyys.

Nyt 2024 YR4 etääntyy meistä, mutta kuten kaikki Apollo-asteroidit (joihin tämä kuuluu ja jotka kiertävät Aurinkoa hyvin samankaltaisella radalla Maan kanssa) tekevät, se saapuu lähellemme uudelleen. 

Näin käy 17. joulukuuta 2028, ja jälleen 22. joulukuuta 2032, jolloin nykyisten ratalaskujen mukaan välimatkaa on 105 743 kilometriä.

Koska rata-arvion epätarkkuus tuolloin on 1,55 miljoonaa kilometriä, osuu maapallo epämukavasti vaara-alueelle.

Astroidin rata

Nasan JPL:n tutkijoiden tekemä kuva asteroidin radasta.

 

Voi kuvitella, että asteroidi kulkee avaruudessa eräänlaisen putken sisällä, missä epätarkkuus on putken läpimitta. Nyt putki on varsin ohut, mutta se laajenee ajan kuluessa suuremmaksi. Kun kappaleesta saadaan lisää havaintoja, putken halkaisijaa voidaan pienentää.

Etenkin vuoden 2028 ohilento on tässä tärkeä. Sen jälkeen voidaan arvioida paremmin törmäysriskiä.

-

Otsikkokuvassa on visualisointi Maan luona olevasta asteroidista, eikä sillä ole mitään tekemistä 2024 YR4:n kanssa.

Satelliittien törmäys oli todella lähellä – kolarit kiertoradalla ovat suuri uhka

Satelliittien törmäys oli todella lähellä – kolarit kiertoradalla ovat suuri uhka

28. helmikuuta 2024, kaksi satelliittia oli vähällä törmätä toisiinsa. Venäläinen ja yhdysvaltalainen satelliitti ohittivat lopulta toisensa, mutta alle 20 metrin etäisyydeltä.

10.03.2024

Mitä tapahtui ja mitä olisi tapahtunut, jos satelliitit olisivat törmänneet? Miksi tällaiset tapaukset ovat suuri uhka avaruuden käyttämiselle? Jari Mäkinen selittää.

Maapallon ohi meni juuri asteroidi läheltä ja niitä tulee lisää. Mistä on kyse? Onko niistä vaaraa?

Maapallon ohi meni juuri asteroidi läheltä ja niitä tulee lisää. Mistä on kyse? Onko niistä vaaraa?

Tänään maanantaina 12. helmikuuta 2024 sujahti pieni asteroidi ohi Maan ja läheltämme lentää tänä vuonna yli 200 muuta kappaletta.

12.02.2024

Maahan on osunut historian hämyssä paljon isompia ja pienempiä kosmisia törmääjiä, ja osassa tapauksissa suuri osa maapallon elämästä on tuhoutunut. Voisiko niin käydä uudelleen? Pitäisikö nyt olla erityisen huolissaan?

Ei pidä, sillä aurinkokunnassa on valtavasti kappaleita. Mahdollisesti meille vaaralliset tunnetaan nykyisin hyvin ja asteroidien sekä komeettojen ohituksia seurataan tarkasti. Niitä voi katsoa muun muassa Euroopan avaruusjärjestön avaruustilannetietoisuuskeskuksen sivuilta osoitteessa https://neo.ssa.esa.int.

Jari Mäkinen kertoo videolla ohituksista ja ohittajista, ja lohduttaa, ettei huoleen ole aihetta.

Asteroidi sai juuri komeettamaisen pyrstön

Kuva: Alan Hale / LCO / SAAO
Kuva: Alan Hale / LCO / SAAO

Törmäystutkijan mukaan nimetty asteroidi on ilmeisesti kokenut vastikään törmäyksen.

3,7-kilometrinen asteroidi (6478) Gault on saanut yllättäen noin sadantuhannen kilometrin pituisen komeettamaisen pyrstön.

Ensimmäisenä pyrstö huomattiin ATLAS Sky Survey Programin avulla. Kuvat otti 5.1.2019 K.W. Smith Belfastin yliopistolta. Noin magnitudin 18 asteroidi tai sen pyrstö eivät näy paljaalla silmällä, mutta hyvällä kaukoputkella sen löytää Vesikäärmeen tähdistöstä.

Todennäköisin syy pyrstön syntyyn on jonkin pienemmän kappaleen törmäys Gaultiin. Pyrstön leviämisestä päätellään alustavasti, että törmäys olisi tapahtunut joskus marraskuussa.

Pyrstön syntymekanismi on vielä hieman epäselvä. Jos nimittäin kyse olisi pelkästä kiviheitteleestä ja -pölystä, asteroidin ympärille pitäisi mallien mukaan muodostua diffuusi kehä. Sellaisesta ei ole ainakaan vielä merkkejä.

Osa kuvia alustavasti vilkaisseista tutkijoista epäileekin, että pyrstö on suurelta osin vesihöyryä. Gaultilla olisi tämän idean mukaan runsaasti pinnanalaista jäätä, jota räjähdys olisi nyt höyrystänyt. Kovalla paineella purkautuva höyry pääsisi helposti pakenemaan Gaultin pienestä painovoimasta.

Gaultin 3,5-vuotinen rata on varsin elliptinen ja sen etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 1,85 - 2,75 au. Gault kiertää Aurinkoa asteroidivyöhykkeen sisälaidalla. Kivestä ja raudasta koostuvat S-tyypin asteroidit ovat seudulle tyypillisimpiä, mutta poikkeuksiakin on. Osa asteroidivyöhykkeen kappaleista on entisiä komeettaytimiä.

Gault-asteroidin löysivät Carolyn ja Eugene Shoemaker vuonna 1988. He nimesivät sen kuulun asteroiditutkijan, Donald Gaultin mukaan. Vuonna 1999 kuollut Gault kirjoitti uransa aikana noin 80 vertaisarvioitua julkaisua, pääosin asteroiditörmäyksistä. Hän aloitti uransa Nasan kuututkimusprojektissa vuonna 1965.

Perinteisen määritelmän mukaan komeetoiksi kutsutaan erittäin elliptisillä radoilla kiertäviä jäisiä kappaleita, asteroideiksi taas kivisempiä kappaleita. Komeettojen alkuperä on jossain ulommassa aurinkokunnassa, asteroidien taas Jupiterin ja Marin ratojen välissä. Todellisuudessa komeetoilla ja asteroideilla ei kuitenkaan ole mitään selvää rajaa.

Päivitys klo 15.10: ensihavainnon tekijä korjattu. Ilmoitimme aiemmin, että pyrstö löydettiin 8.1. Kanada-Ranska-Havaiji -teleskoopilla.

Lähteet: Minor Solar System Objects -facebook-sivu, vendégcsillag-keresö-blogi (unkariksi)

Otsikkokuva: Alan Hale / Las Cumbres Observatory / South African Astronomical Observatory. Toinen kuva: Richard
Wainscoat / Canada-France-Hawaii Telescope

Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?

Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?

Viime keskiviikkona vietettiin kymmenvuotismerkkipäivää: tammikuun 11. päivänä vuonna 2007 tehtiin eräs ihmiskunnan historian typerimmistä tempuista, kun Kiina otti ja ampui ohjuksella avaruudessa ollutta satelliittiaan.

Ohjuksen kohteena oli hieman yli 800 km:n korkeudessa Maata napojen kautta kulkeneella radalla ollut Feng-Yun 1C -sääsatelliitti, joka rikkoontui ja räjähti ohjuksen iskusta nin 150 000 osaan.

Näistä kaksi tuhatta oli niin suuria, että niitä pystyttiin seuraamaan, ja yhä edelleen arviota yli 2800 räjähdyksessä syntynyttä kappaletta on kiertämässä Maata.

Tuo tapaus tuotti taivaalle 25% prosentin kasvun avaruusromun määrässä, ja tosiaan, tästä kärsitään yhä edelleen.

Kiina ei ollut ensimmäinen satelliitin tietoisesti kiertoradalla tuhonnut maa, sillä Yhdysvallat teki samanlaisen kokeen jo syksyllä 1985. Tämä tapaus ei kuitenkaan ollut niin vakava, koska satelliitti oli pienempi ja matalammalla, joten romua syntyi vähemmän ja se putosi nopeammin alas ilmakehään.

Mitä matalammalla radalla romu on, sitä enemmän ilmakehän rippeet hidastaa sen ratanopeutta, joten sitä nopeammin se putoaa itsekseen alas ja tuhoutuu ilmakehään pudotessaan. Mutta esimerkiksi tuolta noin 800 kilometrin korkeudesta luontainen putoaminen kestää satoja vuosia, joten palaset pysyvät siellä vaivana aika pitkään.

Tapaus tuli mieleen siksi, että viime viikonloppuna kaksi satelliitia oli lähes kolarissa. Kyseessä oli kaksi sotilaallista sääsatelliittia, toinen Yhdysvalloista ja toinen Venäjältä laukaistu. Jos ne olisivat törmänneet nokkakolarissa, olisi saatu taas aika paljon lisää avaruusromua.

Yleensä satelliittioperaattorit pystyvät estämään tällaiset tilanteet yksinkertaisesti muuttamalla satelliitin rataa hieman. Tässä tapauksessa satelliitit eivät olleet ohjattavissa, joten tilannetta voitiin vain seurata parasta toivoen. Lopulta satelliitit menivät juuri ja juuri toistensa ohitse ja helpotus oli suuri.

Paljonko avaruudessa on ihmisen sinne viemää romua?

Kiinalaisia ei kannata kovasti moralisoida, sillä kaikki avaruusvallat ovat olleet välinpitämättömiä roskaajia. Näin siksi, että aikanaan asiaa ei pidetty mitenkään tärkeänä: ajateltiin, että kyllä avaruudessa tilaa riittää, ja romu putoaa kyllä sieltä nopeasti pois.

Vielä 1960-luvulla jopa harrastettiin käytettyjen avaruuslaitteiden räjäyttämistä: ne siis tietoisesti pamautettiin pieniksi osiksi, koska kuviteltiin, että niin olisi parempi. Niin ei todellakaan ollut parempi – se oli pahinta, mitä saattoi kuvitella.

Nyt avaruudessa on tilastojen mukaan noin 500 000 kappaletta, jotka ovat suurempia kuin noin senttimetri. Näistä vaarallisimpia ovat pienimmät, koska niiden ratoja ei tunneta, mutta ne saavat törmätessään aikaan jo suurehkoa tuhoa.

Noin 26 000 kappaleen ratoja voidaan seurata aktiivisesti, eli nämä ovat esimerkiksi sammuneita ja edelleen toiminnassa olevia satelliitteja, kantorakettien osia ja muita sellaisia. Nämä eivät ole suuri ongelma, koska tarvittaessa törmäykset voidaan välttää muuttamalla lentorantoja – ellei kyseessä ole sitten kaksi liikuntakyvytöntä satelliittia.

Senttimetriä pienempiä, ihmisen vuoksi maapallon luona olevia kappaleita arvellaan olevan satoja miljoonia. Nämä ovat syntyneet esimerkiksi juuri törmäyksissä ja satelliittien tai rakettivaiheiden räjähdyksissä. Myös lämpötilan suuri vaihtelu rapauttaa satelliitteja ja rakettivaiheita; niistä lohkeilee maalia, irtoaa osia ja tihkuu polttoaineita ja jäähdytysnesteitä.

Yhä useammin tätä pientä silppua syntyy myös siksi, että nämä pienemmät kappaleet törmäilevät toisiinsa. Jotkus arvelevat, että lähiaikoina voidaan saavuttaa piste, missä tästä syystä avaruusromun määrä vain kasvaa rajusti, vaikka emme lähettäisi yhtään uutta laitetta avaruuteen. Tätä ketjureaktiota kutsutaan Kesslerin syndroomaksi.

Ihan tässä ei vielä olla, mutta avaruusromuun pitää kiinnittää nykyistäkin enemmän huomiota. Jo nyt jokaiselle sateliittille ja kantorakettien osille pitää olla suunnitelma siitä, miten se tuodaan takaisin alas toiminta-ajan päätyytyä. Toisinaan jokin menee kuitenkin pieleen, ja kappale jää romuksi taivaalle – ja siellä on jo nyt aika paljon toimivia satelliitteja, joille ei oikestaan voi tehdä mitään.

Miten eroon romusta?

Lisäksi Maata kiertää tuhansia raatoja, joista olisi hyvä päästä eroon. Suurin tällainen on Envisat, bussin kokoinen eurooppalainen ympäristötutkimussatelliitti, joka sammahti hieman yllättäen ennen kuin se ennätettiin tuoda hallitusti alas. Tosin se oli jo sitä ennen toiminut vuosikymmenen suunniteltua pitempään, joten huonoksi sitä ei voi sanoa.

Siitä suunnitellaankin nyt kohdetta ensimmäiselle satelliittien jätehuoltorobotille: alukselle, joka menisi ja nappaisi siitä kiinni, ja toisi sen jälkeen sen alemmalle kiertoradalla, mistä se putoaisi hallitusti tuhoutumaan ilmakehässä. Puuhaa tällaisille laitteille riittäisi.

Yksi vaihtoehto on iso verkko, jolla satelliitit napattaisiin kiinni ja hilattaisiin alaspäin. Video tällaisesta on jutun lopussa.

Lisäksi pienempiä avaruusromun palasia kannattaisi puhdistaa lähiavaruudesta. Siihen on kehitetty kaikenlaisia ideoita, mutta tehokkain lienee kosminen koipallo. Siis suurikokoinen möhkäle ainetta, mihin kappaleet törmäisivät ja jäisivät siihen kiinni.

Siis: tarrapalloa tai kalaverkkoa odotellessa pitää vain pelätä pahinta ja toivoa parasta.

Tarkin Mars-kamera otti kuvan: Schiaparelli-laskeutujan viimeinen lepopaikka herätti uusia kysymyksiä

Kuva: NASA / JPL-Caltech / MSSS
Kuva: NASA / JPL-Caltech / MSSS
Kuva: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Jarmo Korteniemi

Schiaparellin törmäyspaikka on saatu kuvattua tarkalla HiRISE-kameralla. Kuvat herättävät uusia kysymyksiä tapahtumien tarkasta kulusta.

Viikko sitten Marsin pintaan törmännyt Euroopan avaruusjärjestön epäonninen laskeutuja saatiin suunnitelmien mukaan kuvattua tarkalla HiRISE-kameralla. Täysikokoinen kuva on ihasteltavissa ESAn sivuilla.

NASAn luotaimessa lentävän kameran erotuskyky on 25 cm luokkaa kuvapistettä kohden.

Tärkein kuvassa näkyvä kohde on 2,4-metrinen tumma läikkä, jota ympäröi himmeämpi heittelekenttä. Läikkä vastaa kuoppaa, jonka pitäisikin syntyä 300-kiloisen mötikän törmätessä maahan muutamia satoja kilometrejä tunnissa. Laskelmien perusteeella kuopan oletetaan olevan noin 50 cm syvä.

Kuoppa on laskeutujan törmäyksen aiheuttama.

Aiemmin otetussa epätarkemmassa kuvassa törmäyskohdassa näkyi 15x40 metrinen suttuinen soikio. Nyt alueesta erottuu monia yksityiskohtia, kuten yhteinäinen tumma heittelealue lähellä keskuskuoppaa, sekä kymmenien metrien päähän ulottuva yksittäinen kaareva viiva. Näiden piirteiden tarkka alkuperä on vielä hämärän peitossa. Asiaa tutkitaan kuumeisesti.

Keskuskuopan lähellä olevan sutun epäillään alustavasti johtuvan hydrasiinitankin räjähdyksestä, joka tapahtui jostain syystä toispuoleisesti. Sen aiheuttama paineaalto olisi siis suuntautunut länteen. Koilliseen ulottuvan pitkän viivan aiheuttaja taas on epäselvempi. Kyse lienee jostain osasta, joka on sinkoutunut irti laskeutujasta.

Viivan aiheuttaja osui maahan 10–20 metrin päässä törmäyspaikasta ja kulki edelleen 50 metrin etäisyydelle joko pintaa pitkin tai sitä hipoen. Samalla se kääntyi yhteensä noin 60 astetta, mikä ei pelkästään ballistisesti lentävälle heitteleelle ole mahdollista. Ilmiselviä vaihtoehtoja on kaksi: Osanen on vierinyt joko loivaa paikallista rinnettä pitkin tai sitten se on kääntynyt täysin itsenäisesti. Jälkimmäisessä tapauksessa kyse voisi olla vaikkapa räjähdyksessä hetkellisesti käynnistyneestä ja saman tien laskeutujasta irronneesta jarruraketista. Kolmannessa vaihtoehdossa osa irtosi juuri ennen törmäystä, mutta tällöin sen alkuperäisessä törmäyskohdassa täytyisi olla enemmän tummaa heittelettä. Osa kun olisi pudonnut samaa vauhtia laskeutujan kanssa.

Aivan törmäysalueen vieressä näkyy lisäksi muutamia yksittäisiä kirkkaita pisteitä. Ne voivat olla pieniä irti lentäneitä palasia, tai sitten pelkkiä normaaleja kuvavirheitä.

Kuva: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Jarmo Korteniemi

Etelämpänä näkyy laskeutujan 12-metrinen laskuvarjo sekä siinä yhä kiinni oleva lämpökilven yläosa. Nämä näkyivät myös aiemmasta kuvasta.

Uusiakin piirteitä löytyi. Lämpökilven alaosa, eli kuumuutta kestävä kärkikartio, sijaitsee itäkoilliseen laskeutujasta. Laitteen metalliosat kiiltelevät kuvassa selvästi. Kilven ympärillä on tumma pöllähtäneestä tomusta muodostunut heittelekenttä.

Kaikkien osasten heittele, räjähdysaluetta lukuunottamatta, on suuntautunut itään. Laitteella on siis tömähdyshetkellä ollut yhä jäljellä jonkin verran sivuttaisvauhtia, tai sitten tuuli on puhaltanut voimakkaasti lännestä.

HiRISE ottaa myöhemmin alueesta lisääkin kuvia. Vertaamalla yksittäisiä kuvia toisiinsa sekä kuvia yhdistelemällä törmäysalueesta saadaan vielä nykyistäkin tarkempi käsitys. Teoriassa kuvia pinoamalla voidaan resoluutiota parantaa ainakin jonkin verran. Lisäksi erilaiset varjostukset kertovat piirteiden korkeuseroista.

Vaikka Schiaparelli ei päässytkään perille ehjin nahoin, oli sen törmäys ensimmäinen todella tarkkaan seurattu laskeutumisyritys Marsiin. Kaikki tapahtumasta irti saatu tieto tulee auttamaan tulevien lentojen suunnittelussa ja toteutuksessa. Täyteen selvyyteen pääseminen vienee vielä kauan.

Päivitys klo 23:40: Lisätty kuva ja törmäykseen liittyvää analyysiä.

Kirjoittaja on kuva-analyysiin erikoistunut planeettageologi.

Kuvat: NASA / JPL-Caltech / MSSS