eksoplaneetta

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

Eksoplaneetalla tuulee väärin

Ma, 01/22/2018 - 18:05 Markus Hotakainen

CoRoT-2b on melko tyypillinen eksoplaneetta. Se on massaltaan 3,3 kertaa Jupiteria suurempi ja kiertää hieman Aurinkoa viileämpää tähteä runsaan neljän miljoonan kilometrin etäisyydellä. Yhteen kierrokseen menee aikaa vain 1,7 vuorokautta eli noin 42 tuntia.

Tähti itsessään on Kotkan tähdistön suunnassa noin 930 valovuoden etäisyydellä. Sen röntgensäteily on hyvin voimakasta ja tähteä kiertävän planeetan kaasukehästä arvioidaan haihtuvan säteilyn vaikutuksesta lähes viisi miljoonia tonnia ainetta joka sekunti.

Pieni etäisyys on myös nostanut planeetan lämpötilan yli 1 200 celsiusasteeseen, joten se on luokiteltu "kuumaksi Jupiteriksi". CoRoT-2b kääntää aina saman puolen kohti tähteä, joten lämpötila on noissa lukemissa vain päiväpuolella; yön puolella on jäätävä kylmyys.

Kaasumaisilla, lähellä tähteään kiertävillä eksoplaneetoilla esiintyy yleensä voimakkaita lännestä itään puhaltavia tuulia. Siksi niiden kaasukehän kaikkein kuumin kohta on yleensä jonkin verran itään suoraan kohti tähteä olevasta pisteestä.

"Olemme aiemmin tutkineet yhdeksää muuta 'kuumaa Jupiteria', hyvin lähellä tähteä kiertävää jättiläisplaneettaa. Jokaisen kaasukehässä tuulet puhaltavat teorian mukaisesti lännestä itään", kertoo Nicolas Cowan McGill-yliopistosta.

CoRoT-2b on kuitenkin poikkeus säännöstä. Sen kuumin kohta onkin tähteä kohti olevan pisteen länsipuolella.

"Tässä tapauksessa luonto teki meille tepposet. Tällä planeetalla tuulet puhaltavat väärään suuntaan. Tutkimalla sitä tarkemmin toivomme saavamme lisää tietoa 'kuumien Jupiterien' olemuksesta", Cowan sanoo.

Väärään suuntaan puhaltavat tuulet eivät ole ainoa CoRoT-2b-planeetan kummallisuus. Se on kuumempi kuin etäisyys tähdestä antaisi olettaa ja sen kaasukehä on "turvoksissa". Jälkimmäinen seikka on selitettävissä korkealla lämpötilalla, mutta arvioitua korkeampi lämpötila on toistaiseksi arvoitus.

Väärään suuntaan puhaltavat tuulet voisivat selittyä planeetan magneettikentällä. Jos kaasukehän ja magneettikentän välillä on vahva vuorovaikutus, se saattaa vaikuttaa myös tuuliin ja niiden suuntaan.

Toinen mahdollinen selitys on, että planeetan pyörimisliike ei olekaan "lukittunut". Se voi pyöriä niin hitaasti, että päivä on pidempi kuin vuosi. Silloin tuulten vallitseva suunta olisi idästä länteen eikä teorian mukaisesti lännestä itään.

Planeetan itäpuolta saattavat myös verhota pilvet, jotka tekevät siitä länsipuolta tummemman. Se olisi kuitenkin ristiriidassa "kuumien Jupiterien";kaasukehän virtauksia koskevien mallien kanssa.

Outoon löytöön johtaneet havainnot tehtiin infrapuna-alueella toimivalla Spitzer-avaruusteleskoopilla. Arvoituksen ratkaisua voidaan joutua odottamaan siihen saakka, että Webb-avaruusteleskooppi saadaan avaruuteen ehkä ensi vuoden keväällä. Sen peili on pinta-alaltaan yli 40-kertainen Spitzerin peiliin verrattuna.

Löydöstä kerrottiin McGill-yliopiston tiedotteessa ja tutkimus on julkaistu Nature Astronomy -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Aldaron/CC BY-SA 3.0

Musiikkia eksoplaneettojen ainutlaatuisesta liikkeestä

Ti, 05/16/2017 - 17:10 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA / JPL

Vastikään tutkittua Trappist-1 -tähteä kiertää seitsemän maankaltaista eksoplaneettaa. Mikä vielä kiehtovampaa, ne kiertävät tasaisessa tahdissa toistensa kanssa. Nyt tutkijat tekivät kierrosta korvia hivelevää musiikkia. Nauttikaa!

Tähtitieteilijät ilmoittivat alkuvuodesta löytäneensä Trappist-1 -tähden ympäriltä seitsemän kiertolaista. Ne ovat kaikki jotakuinkin Maan kokoisia, ja osa vieläpä kiertää tähteä alueella, jolla voisi olla nestemäistä vettä. Kerroimme asiasta jo aiemmin Tiedetuubissa.

Trappist-1:n planeetat ovat myös tiukassa resonanssissa toistensa kanssa: Kun niistä uloin kiertää tähden ympäri kahdesti, sisemmät ehtivät pyrähtää tasan 3, 4, 6, 9, 15 ja 24 kierrosta.

Vierekkäisten planeettojen kiertoaikojen suhteet ovat siis hyvin yksinkertaisia murtolukuja välillä 3/5 - 3/4.

Planeettojen erikoinen rinnakkaiselo sai tutkijat miettimään ilmiön esittämistä helposti ymmärrettävässä muodossa. Näin syntyi alla näkyvällä videolla toistuva jännittävä äänikuva Trappist-1:n planeettakunnasta. Rytmi on kiehtova, monimutkainen, ja ehkäpä jostakusta jopa miellyttäväkin.

On myös kiehtovaa ajatella, että Trappist-1:n "musiikkiteos" on "soinut" todellisessa maailmassa jo muutaman miljardin vuoden ajan - tosin 212 miljoonaa kertaa hitaammin kuin videolla kuuluva versio.

Tuoreen tiedeartikkelin mukaan juuri resonanssiin lukkiutuminen on luultavasti mahdollistanut planeettojen säilymisen näin pitkään. Ilman resonanssia radat olisivat muuttuneet kaoottisiksi jo alle 500 000 vuodessa, ja planeetat olisivat joko sinkoutuneet tähden luota avaruuteen tai jopa törmänneet toisiinsa.

Aluksi kaikki yritykset mallintaa planeettakunnan nykytila epäonnistuivat, sillä ne näyttivät aina päätyvän kaoottisille radoille. Lopulta tutkijat kuitenkin päättivät lähteä aina planeettakunnan synnystä lähtien, ja asia selvisi. Nuoren Trappist-1:n ympärillä olleessa pöly- ja kaasukiekossa syntyneet planeetat kulkeutuivat ja jäivät paikoilleen juuri sen samaisen kiekon ansiosta.

Vaikka nykyisin tunnetaan jo yli 500 tähteä, joilla on useita eksoplaneettoja, ei muita täydessä resonanssissa olevia planeettakunta ole vielä löytynyt.

"Trappist-1 on varmaankin musikaalisin eksoplaneettaperhe, jonka tulemme ikinä löytämään", uumoili eräs musiikkiprojektin luojista, tutkija ja muusikko Matt Russo. "Toivon kuitenkin olevani väärässä", hän lisäsi toiveikkaana.

Trappist-1 sijaitsee noin 40 valovuoden päässä Auringosta. Se on hyvin pieni punainen kääpiötähti, ja kaikki sen planeetat kiertävät alle 13 miljoonan kilometrin päässä tähdestä. Vertailun vuoksi oman Aurinkokuntamme sisin planeetta Merkurius käy lähimmillään 46 miljoonan kilometrin päässä Auringosta.

Tarkempia tietoja Trappist-1:stä ja sen kiertolaisista voi katsoa Trappist-1:n sivulta. Videosta ja äänikuvasta taas löytyy lisätietoa System-sounds -sivustolta.

Nasa ilmoitti ilmoittavansa suuren uutisen – saattaa olla omituinen eksoplaneetta

Ti, 02/21/2017 - 00:23 Jari Mäkinen

Nasa on viime aikoina innostunut ilmoittamaan etukäteen näyttävästi ja lehdistön sensaatiohermoa kutkuttavasti lehdistötilaisuuksista, joissa kerrotaan suuria uutisia. Tosin usein uutiset ovat olleet hieman lämmiteltyjä puoliuutisia, joista on saatu vinkkiä osallistujalistaa hieman tutkimalla. Niin tälläkin kerralla.

Tämä tiedotustilaisuus pidetään nyt keskiviikkona klo 20 Suomen aikaa (klo 13 New Yorkin aikaa) ja sen aiheeksi kerrotaan eksoplaneetat, eli muuta tähteä kuin omaa Aurinkoamme kiertävät planeetat.

Nature-lehdessä julkaistaan samaan aikaan tilaisuuden aihetta käsittelevä artikkeli, mikä varmastikin on määrännyt tilaisuuden ajankohdan.

Vinkkiä tulevasta antaa kuitenkin Nasan tiedotteessa oleva osallistujalista: sen ensimmäiseksi tutkijaryhmään kuuluvaksi puhujaksi mainitaan Liegen yliopiston Michael Gillon, joka on tullut tunnetuksi jo aikaisemmin TRAPPIST -nimisen eksoplaneettoja etsivän kaukoputken ansiosta. 

TRAPPIST-teleskooppi.

Belgialaisoluthenkisesti nimetty TRAPPIST on kahdesta 60 cm:n robottiteleskoopista koostuva havaintosysteemi, joka mittaa valittuja tähtiä taivaalla automaattisesti. Teleskoopit sijaitsevat Chilessä Euroopan eteläisen observatorion La Sillan observatorioalueella ja Oukaïmdenin observatoriossa Marokossa. 

Nämä ovat havainneet aikaisemmin muun muassa kolme maapallon kokoista planeettaa viileän, vain hieman Jupiteria suuremman punaisen kääpiötähden ympärillä. Koska tähti ei ole kuvin kuuma, ja planeetat kiertävät varsin lähellä tähteään, ovat ne todennäköisesti alueella, missä niiden pinnalla oleva vesi voisi olla nestemäisessä muodossa.

Näin ollen periaatteessa planeettojen pinnalla voisi olla elämää – ainakin sellaista, millaisena elämän täällä maapallolla tunnemme.

Havainnot tästä (otsikkokuvassa hahmotellusta) vain noin 40 valovuoden päässä sijaitsevasta, nimeltään kiihottavasti 2MASS J23062928-0502285 olevasta tähdestä planeettoineen julkaistiin Naturessa viime toukokuussa.

Voi hyvinkin olla, että näistä planeetoista on saatu nyt lisätietoja, kun niitä on tutkittu paremmin esimerkiksi Hubblen avaruusteleskoopilla ja Spitzer-infrapunateleskoopilla (mukana tilaisuudessa on näiden edustajat). On tiedossa, että planeettakolmikkoa on tutkittu tarkemmin näillä havaintolaitteilla. 

Toinen mahdollisuus on se, että TRAPPIST-ryhmä Hubblen ja Spitzerin havainnoilla ryyditettynä on löytänyt jotain muuta, vieläkin kiinnostavampaa.

TRAPPIST on ainakin havainnut aktiivisesti kaikkiaan 50 eri tähteä; koska eksoplaneettoja tuntuu olevat runsaasti joka puolella, ei olisi mitenkään ihmeellistä, että niiden joukosta olisi löytynut jotain kiinnostavaa.

Siis: veikkauksemme on, että keskiviikkona puhutaan Maan kokoisista eksoplaneetoista, joiden pinnalla on mahdollisesti nestemäistä vettä. Tai kaasukehässä jotain jännää, kuten ... happea?

Vahvistus: Lähin eksoplaneetta kiertää tähteä Rigil Kentaurus C

To, 12/22/2016 - 14:46 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESO/M. Kornmesser

Kaksi tuoretta tutkimusta varmisti asioita aivan Auringon lähinaapurista. Proxima Centaurilla todella on kiertolainen, ja toisaalta Proxima itse todella kiertää Alfa Kentauria. Ja koko systeeminkin nimi muuttui Rigil Kentaurukseksi.

Tieteessä tärkeintä ei useinkaan ole se historiankirjoihin merkitty uusi idea, ensimmäinen havainto tai alustava matemaattinen mallikaan. Tärkeintä ovat niiden vahvistukset, jotka tosin jäävät usein turhan vähälle huomiolle.

Proxima b -planeetasta tuli eräs kohutuin tiedeuutinen vuonna 2016. Nyt toinenkin tutkijaryhmä on perehtynyt Proxima Centaurin vaappumiseen, josta planeetta havaittiin. He käyttivät analyysissään samoja aineistoja kuin planeetan löytäjätkin, mutta eri tekniikkaa. Planeetan vaikutus näkyi jokaisessa vieläpä selvemmin kuin alkuperäisessä löydössä.

Uusi lähestymistapa toi myös uutta tietoa. Se nimittäin sulki pois aiemmin auki jääneen mahdollisuuden, että kauempana Proximasta kiertäisi toinen planeetta. Tutkijoiden mukaan mitään merkittävää kiertolaista ei vaikuta löytyvän ainakaan 480 miljoonan kilometrin säteellä tähdestä. Tämä vastaa matkaa Auringosta asteroidivyöhykkeen ulkolaidalle.

Proximan planeetan vahvistavaa tutkimusta ei ole vielä hyväksytty julkaistavaksi, mutta sen voi lukea ArXiv-palvelusta.

Toisessa tutkimuksessa kävi ilmi, että Aurinkoa lähin tähtijärjestelmä on Alfa Kentauri. Asia on ollut vaakalaudalla noin sadan vuoden ajan, aina siitä lähtien kun Robert Innes löysi Proximan hieman lähempää vuonna 1915. Tähän asti ei ole ollut varmaa, onko Proxima osa tuota järjestelmää vai ei.

Tutkijat kertoivat marraskuussa onnistuneensa viimein mittaamaan Proximan nopeuden riittävän tarkasti: se on vain 300  metriä sekunnissa Alfa Kentaurin suhteen. Tämä on selvästi vähemmän kuin pakonopeus Alfan vaikutuspiiristä olisi Proximan etäisyydellä (n. 500 m/s). Edes mittausten virherajat eivät yllä lähellekään toisiaan. Tähdet ovat varmasti sidoksissa toisiinsa. Asiaa käsittelevä artikkeli on luettavissa Astronomy and Astrophysics -lehden verkkosivuilta.

Yksi Proximan kierros Alfan keskuksen (jossa muuten on kaksi muuta tähteä, A ja B) ympäri kestää noin 550 000 vuotta. Koska rata on varsin elliptinen, etäisyys päätähtiin vaihtelee tuona aikana 4300 ja 13000 AU:n välillä. AU tarkoittaa astronomista yksikköä, eli Maan ja Auringon välistä keskietäisyyttä.

Omaan aurinkokuntaamme sijoitettuna Proxima kiertäisi siis jossain sisemmän Oortin (tai Hillsin) pilven tienoilla. Toistaiseksi noin kaukaa ei täältä "omalta pihaltamme" ole onnistuttu löytämään ainuttakaan kappaletta. Jopa hypoteettinen yhdeksäs planeetta, Ykä, kävisi mallien mukaan enintään 1200 AU:n päässä.

Juuri nyt Proxima on kahdesta muusta tähdestä katsoen lähes ratansa kauimmassa pisteessä. Auringosta katsoen tähdet taas tekevät lähimmän ohituksensa noin 30 000 vuoden kuluttua (tästä lisää aiemmassa jutussamme tähtien lähiohituksista).

Lopuksi vielä muistutus: Koko käsitellyn lähimmän tähtijärjestelmän virallinen nimi on Rigil Kentaurus. Nimi tulee arabiankielisestä lauseesta "Al Rijl al Kentaurus" ja tarkoittaa Kentaurin jalkaa. Kansainvälinen tähtitieteellinen Unioni IAU virallisti nimen marraskuussa. Rigil Kentaurus valittiin monien muiden nimien, kuten Alfa Kentaurin ja Tolimanin, joukosta. Myös Proxima Centaurin nimi virallistettiin aiemmin tänä vuonna. Mutta nyt, koska se on myös osa Rigiliä, sillä on myös toinen virallinen nimi, "Rigil Kentaurus C". Samalla sen planeetta on sekä "Proxima Centauri b" että "Rigil Kentaurus Cb". IAU:n hyväksymästä nimilistasta löytyy 225 muutakin tuttua ja tuntemattomampaa tähteä.

Päivitys klo 18:50: Lisätty lyhyt kappale tähtien näennäisistä etäisyyksistä.

Otsikkokuva: ESO/M. Kornmesser (hahmotelma mahdollisesta maisemasta planeetan pinnalta)

Omituinen signaali eksoplaneetan suunnalta havaittu

Ti, 08/30/2016 - 09:27 Jari Mäkinen

Netissä kiertää parhaillaan uutisia Herkuleen tähtikuvion suunnalta havaitusta signaalista, joka voisi olla peräisin joltain toiselta sivilisaatiolta. Uutinen ei ole uutinen, mutta silti asia on erittäin kiinnostava.

Kaikki aiemmat tätä ennen tulleet mahdolliset toiselta sivilisaatiolta tulleet radiosignaalit on todettu joiksikin muiksi kuin sellaisiksi: häiriöiksi, uudenlaisiksi tähtitieteellisiksi kohteiksi tai olevan peräisin meiltä itseltämme. Mutta luonnollisesti on aina mahdollista, että ET soittaisi – ja siksi signaalia avaruudesta etsitäänkin koko ajan.

Nyt netissä leviää tieto Herkuleen tähtikuviossa olevan tähden HD 164595 suunnalta tulleesta signaalista. Matkaa tähteen on 94 valovuotta, ja se on hyvin Auringon kaltainen: pari miljardia vuotta vanhempi, mutta kooltaan ja olemukseltaan kovasti oman Aurinkomme kaltainen. Kumpikin on G-spektriluokkaan kuuluva tähti.

HD 164595:lla on on yksi planeetta, jonka massa on noin 26 kertaa Maan massa, siis Neptunuksen kokoinen, ja se kiertää tähtensä kerran 40 vuorokaudessa.

Nyt kyseessä oleva "uutinen" on peräisin viime vuoden toukokuulta, jolloin Venäjällä sijaitsevalla RATAN-600 -radioteleskoopilla havaittiin tähdestä tullut hyvin lyhyt radiosignaali 2,7 cm:n aallonpituudella. Heikko signaali kesti vain kaksi sekuntia, ja koska vain yksi radioteleskooppi havaitsi sen, eikä tähdestä ole havaittu 39 muulla havaintokerralla mitään, ei havaintoa pidetty kiinnostavana.

Ongelmallista on myös se, että vaikka RATAN-600 on suuri radioteleskooppi (suurin, kun juuri valmistuvaa kiinalaisteleskooppia ei lueta vielä mukaan), se ei kykene kuitenkaan määrittämään havaintosuuntaansa kovin tarkasti. Lisäksi sen havaitsema alue taivaalla ei ole pistemäinen, tai edes ympyrä, vaan pohjois-etelä -suunnassa oleva soikio, jonka koko on 20 kaarisekuntia x kaksi kaariminuuttia.

Aika laaja alue siis.

Toiseksi laite havaitsee radiosäteilyä hyvin laajalla aallonpituusalueella, lähes miljardi kertaa laajemmalla kuin yleensä maanulkoisia signaaleita etsitään. Se tekee havainnoista varsin epätarkkoja.

Lisäksi vielä signaali oli taajuudella, jota sotilaat käyttävät. Kenties kyseessä olikin jokin sotilassatelliitin signaali, mistä SETI-tutkijat eivät vain ole tietoisia.

RATAN-600 sijaitsee Kaukasusvuorilla.

Nyt kiertävät huhut lähtivät liikkeelle viime perjantaina julkaistusta blogikirjoituksesta kyseenalaisella Centauri Dreams -sivustolla ja ovat sen jälkeen levinneet viraalisti. Blogissa hehkutettiin, että signaali olisi peräisin vieraalta sivilisaatiolta ja että tähteä seurattaisiin nyt aktiivisesti.

SETI-instituutin Seth Shostak selittää hienosti havainnon taustaa omassa kirjoituksessaan. Hänen mukaansa signaali on mainittu venäläistutkijoiden ja heidän mukanaan havaintoa tekemässä olleen italialaisen Claudio Macconen esitelmässä yhtenä esimerkkinä mahdollisesta signaalista.

Valitettavasti Moccone ja venäläiset eivät pyytäneet aikanaan muita SETI-hankkeeseen osallistuneita tekemään riippumattomia havaintoja HD 164595:sta, joten siitä on olemassa nyt vain tuo yksi parisekuntinen havainto. Kenties aikanaan sitä ei pidetty tarpeeksi kiinnostavana, mutta nyt se on jäänyt kaivelemaan havaitsijoidensa mieltä.

Signaali voi siis olla peräisin vieraalta sivilisaatiolta, mutta todennäköisemmin ei. Nyt kuitenkin HD 164595 on useammankin radioteleskoopin seurannassa.

Sensaatio varmistui - naapuritähden elämänvyöhykkeellä planeetta

Ke, 08/24/2016 - 20:00 Jarmo Korteniemi
Kuva: Ricardo Ramirez & James Jenkins (Department of Astronomy, Universidad de Chile).

Proxima Centaurilla on hivenen Maata suurempi kiertolainen. Lähin eksoplaneetta sijaitsee sopivasti elämän vyöhykkeen keskellä.

Lähimmältä tähdeltä on löytynyt kiertolainen. Asia varmistui tutkijoiden kerrottua asiasta 24.8.2016. Tutkimus julkaistiin samana päivänä tiedelehti Naturessa.

Löytö tehtiin Euroopan eteläisen observatorion ESOn 3,6 -metrisen teleskoopin sekä VLT -teleskooppijärjestelmän yhteispelinä.

Planeetan nimi on normaalin käytännön mukaan Proxima Centauri b. Se kiertää tähteä noin 11,2 vuorokauden jaksolla. Tuo on sen "vuosi".

Selvyyden vuoksi jutussa puhutaan tähdestä pelkkänä Proximana, ja planeetasta Proxima b:nä.

Millainen Proxima b on?

Proxima b on hieman suurempi kuin Maa, massaltaan noin 1,3-kertainen. Planeetan tiheyttä ei tiedetä, mutta se lienee samaa luokkaa Maan kanssa. Tällöin planeetan halkaisija olisi noin 13 000–14 000 kilometriä. Maan läpimitta on 12 742 kilometriä.

Pinnalla tallustelu onnistuisi ihmiseltä vaivattomasti, sillä painovoima on siellä vain noin 10 % suurempi kuin meillä. Jos pystyt kotona hyppäämään metrin korkeuteen, Proxima b:n pinnalla yltäisit 90 senttiin. Ja tallusteltavaa riittäisi: pinta-alaa pallolla olisi noin viidenneksen enemmän kuin Maalla.

Taivaalla komeilisi suuri ja häikäisevän punainen valopallo. Läpimitta olisi huikaisevat kolme kertaa suurempi kuin miltä Aurinko näyttää meidän taivaallamme.

Proxima b kiertoaika emotähden ympäri on tarkalleen 11 vuorokautta 4 tuntia ja 28 minuuttia. Parin minuutin tarkkuudella.

Planeetan keskietäisyys tähdestä on noin seitsemän miljoonaa kilometriä (0,05 AU), eli vain kahdeksasosa Merkurius-Aurinko -välimatkasta. Radan yksityiskohtia ei kuitenkaan vielä tiedetä. Se voi olla joko maankaltaisella lähes täysin pyöreällä tai sitten voimakkaan elliptisellä radalla. Suurimmillaan etäisyys tähteen saattaa vaihdella jopa 4,7 ja 9,8 miljoonan kilometrin välillä.

Planeetta sijaitsee kauniisti himmeän Proxima-tähden elämänvyöhykkeellä. Tämä tarkoittaa, että Proxima b:n pinnalla voi hyvinkin olla vettä.

Planeetan laskennalliseksi lämpötilaksi saadaan vain -42 astetta, mikä on hieman suurempi kuin Marsilla. Todellisuudessa monet asiat, kuten tarkka kiertorata ja pyörimistahti voivat nostaa käytännön olosuhteita miellyttävämmiksi. Proxima b:n suuri kokokin auttaa asiaa: se voi hyvin omata mittavan kaasukehän, ja planeetan sisäinen aktiivisuus voi tuoda lisälämpöä. Vertailun vuoksi Maalla laskennallinen lämpötila on vain nollan tienoilla, mutta kasvihuoneilmiön vuoksi keskilämpötila on 15 astetta plussalla.

Planeetan laskennallinen lämpötila tarkoittaa käytännössä mustan kappaleen tasapainolämpötilaa kyseisellä etäisyydellä tähdestä.

Kuinka planeetta löydettiin?

Proxima b:tä ei itseään ole vielä nähty, vaan se löydettiin emotähden liikkeiden ansiosta. Kun tähti vaappuu kappaleiden yhteisen massakeskipisteen ympäri, sen valon spektriviivat siirtyvät välillä punaiseen ja välillä siniseen suuntaan. Siirtymää tutkimalla saadaan selville tähden radiaali- eli säteisnopeus, eli vaappuminen katseen suunnassa. Proxima b:n pienen koon vuoksi liike on hyvin pientä, ja siksi havaitseminen vaati paljon työtä.

Tutkimus osoittaa, että Proxima b havaittiin alunperin jo vuonna 2013. Tuolloin tutkijat eivät kuitenkaan voineet olla varmoja vaappumissignaalin aitoudesta, joka saattoi olla pelkkää satunnaiskohinaa. Nyt käytössä oli paljon pidempi 16 vuoden aikasarja, ja kohinan vaikutus saatiin minimoitua. Tutkimuksessa käytettiin HARPS-spektrografin aineistoja sekä vuoden 2013 tutkimuksesta että intensiiviseltä seurantajaksolta tammi-maaliskuulta 2016. Bonuksena käytettiin myös UVES-spektrometrillä kerättyä aineistoa vuosilta 2000–2007. Tähden säteisheilunta löytyi yhdistetystä aineistosta helposti.

Yllä kaikki tutkimuspisteet 11,2 vuorokauden periodille sovitettuna. Alla vuoden 2016 seurantajakso. Aineiston yleinen kaltevuus johtuu siitä, että Proximan liike tuo sitä koko ajan lähemmäs Aurinkoa.

Kannattaa pitää mielessä, että havainto on vasta planeetan varma löytö. Pallukan ominaisuuksista ei tiedetä juuri mitään muuta kuin etäisyys ja massa-arvio. Loppu on valistunutta arvailua.

Tulevissa tutkimuksissa Proxima b yritetään varmasti saada näkyviin paremmin. Tähden tarkan paikan seuraaminen taivaalla lienee yksi tehtävä: sen kun saisi selville, olisi planeetan radan toinenkin komponentti selvillä. Jossain vaiheessa planeetta voidaan saada kuvattua, ja ehkä sen kaasukehänkin aineet selville. Ja ehkä, jonain päivänä, sinne lähetetään avaruusluotainkin. Matka tosin kestänee vähintään vuosikymmeniä.

Aineistosta löytyi myös toinen, noin 200 vuorokauden jakso. Tutkijat eivät osaa vielä selittää sitä, mutta tähteä voi hyvin kiertää toinenkin planeetta. Selvyyden saamiseksi täytyy tähden liikettä seurata pidempään. Proxima b:n rataan kauempana kiertävä planeetta ei kuitenkaan vaikuttaisi.

Proxima b:n voidaan odottaa saavan uuden nimen lähivuosina. Nimistövalinnoista vastaava taho IAU (Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni) on viime aikoina järjestänyt yleisöäänestyksiä, jotta tuhannet jo varmistetut eksoplaneetat saisivat "kunnollisia" ja helppoja nimiä. Näin käynee ennen pitkää myös Proximan planeetalle. Kävisikö nimeksi ehkäpä vaikkapa Pandora?

Muut jutut aihepiiristä: • (1) Huhu Proxima b:stä?(2) Tähti Proxima Centauri • (3) Proximan planeetta varmistettu • (4) Infografiikka • (5) Lähimmät tähdet • 

Juttu perustuu ESOn tiedottustilaisuudessa annettuihin tietoihin sekä ESOn ja Max Planck Instituutin tiedotteisiin.

Otsikkokuva: Ricardo Ramirez & James Jenkins (Department of Astronomy, Universidad de Chile)
Diagrammit: Anglada-Escudé et al. (University of London / Max Planck-Institut für Astronomi)
Maisemakuva: Jarmo Korteniemi /  Flickr (Liz Lawley / Sean MacEntee 

Miten eksoplaneettoja etsitään?

Eksoplaneettoja, eli jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa kiertäviä planeettoja voidaan havaita pääasiassa kolmella eri tavalla.

Ensimmäinen on havaita tähden pieniä liikkeitä. Planeetta heiluttaa tähteä, koska itse asiassa ne kiertävät yhteisen massakeskipisteen ympärillä, ja siten tämän heilumisen tutkimisen avulla voidaan planeetta saada paljastettua.

Tähden liikkeet voidaan havaita joko siten, että sen sijainti muuttuu hieman muiden tähtien suhteen, se viipottaa siis sivusuunnassa. Liike meistä poispäin ja kohti meitä taas paljastuu tähden valon spektriä tutkimalla: spektriviivat siirtyvät välillä punaisen, välillä sinisen suuntaan.

Toinen tapa on havaita tähdenpeittoja, eli mitata tarkasti tähden kirkkautta ja äkätä siinä pieniä kirkkauden vähentymisiä. Kun näitä seurataan tarpeeksi tarkasti ja pitkään, voidaan planeetan koko ja kiertoaika laskea.

Kolmas tapa on ottaa suoraan kuvia. Kirkas tähden valo tekee kuvaamisen hankalaksi, mutta kun kaukoputket ja havaintolaitteet ovat yhä parempia, sitä enemmän planeettoja nähdään suoraan.

Lisäksi on eksoottisempia tapoja, kuten gravitaatiolinssit ja valon polarisaation tutkiminen, mutta nuo edellä olevat kolme tapaa ovat kaikkein tärkeimmät – ja toistaiseksi niillä on löydetty eniten eksoplaneettoja.

Ja lisää löytyy koko ajan, mutta tuskin Proxima Centauria lähempää tullaan eksoja löytämään … yksinkertaisesti siksi, että Proxima Centauri on meitä lähin tähti.

Lisätietoja Proxima Centaurin planeetasta saadaan huomenna – todennäköisesti

Ti, 08/23/2016 - 10:36 Jari Mäkinen

Kerroimme 14. elokuuta huhusta, jonka mukaa Aurinkoa lähintä tähteä kiertämästä olisi löydetty mahdollisesti elinkelpoinen planeetta. Huomenna tästä asiasta saadaan hyvin todennäköisesti lisätietoja.

Huhun keskiössä on Euroopan eteläinen observatorio ESO, joka ei pidä useinkaan tiedotustilaisuuksia pääkonttorillaan, saati sitten yllättäen kokoon kutsuttuja sellaisia.

Eilen kuitenkin ESO lähetti kutsun, jossa tiedotettiin hyvin yleisesti muotoillen pääjohtaja Tim de Zeeuwin tiedotustilaisuudesta, joka pidetään keskiviikkona 24.8. klo 14 Suomen aikaa.

Aihetta ei siis mainittu, mutta on varsin selvää, että kyseessä on Proxima Centaurin planeetta. Kerroimme sitä koskevasta huhusta 14. elokuuta julkaistussa jutussamme.

Vastaavaa jo vuonna 2012

ESOn La Sillassa, Chilessä, sijaitsevalla teleskoopilla on tutkittu jo pitkään mm. Alfa Centaurin ympärillä olevaa planeettaa. Vuonna 2012 julkistetun tutkimuksen mukaan Alfa Centauria kiertää Maan massainen planeetta. Silloin tästä uutisoitiin "lähimpää Maata löytyneenä eksoplaneettana".

Otsikkokuvassamme on tuolloin julkistettu taiteilijan näkemys tuosta planeetasta.

Proxima Centauri kiertää Alfa Cantauria, joka sinällään on myös kaksoistähti: siinä ovat isompi Alfa Centauri A ja pienempi Alfa Centauri B. Eli kyseessä on kolmen tähden systeemi.

Ei siis ole mikään ihme, että samalla 3,6-metriseen teleskooppiin asennetulla HARPS-eksoplaneettojen etsintälaitteella on katsottu myös muita Centaurin tähtiä, myös Proxima Centauria. 

Alfa Centauri ympäristöineen ESOn koostekuvassa.

HARPS on aivan erinomaisen herkkä ja tehokas havaintolaite. Sen nimi tulee sanoista High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, ja se käyttää hyväkseen periaatteessa doppler-ilmiötä. Kun tähti ja/tai sitä kiertävä kappale tulevat lähemmäksi meitä tai etääntyvät meistä, sen pystyy huomaamaan valon taajuuksien pienenä siirtymänä. Siis samaan tapaan kuin ohi menevän junan pillin ääni muuttuu korkeammasta matalammaksi. 

Kun näitä valon taajuusvaihteluita tutkitaan tarkasti, saadaan selville se, miten havaintokohteet liikkuvat, ja tästä voidaan päätellä puolestaan esimerkiksi se, miten tähteä kiertävä planeetta muuttaa tähden rataa. Ja näin eksoplaneetta paljastuu, vaikka sitä ei nähtäisikään suoraan. 

Mitä monimutkaisempi systeemi on, eli mitä enemmän siinä on tähtiä tai planeettoja, sitä hankalampaa tämän pyörimisen selvittäminen on, mutta nykytietokoneilla erilaisten mahdollisuuksien laskeminen onnistuu kohtalaisen kätevästi. Ja mitä kauempana Maasta kohde on, sitä vaikeampaa taajuusmuutosten löytäminen on – tosin Proxima Centaurin tapaus on helpoin mahdollinen tässä suhteessa, sillä se on meitä lähin tähti (kun omaa Aurinkoamme ei lasketa mukaan). Etäisyyttä sinne on "vain" 4,25 valovuotta.

Tiedetuubi seuraa luonnollisesti huomista tilaisuutta ja kertoo siitä saman tien.

(Juttuun on alkuperäisen julkaisun jälkeen lisätty tietoja ja kuva Alfa Centaurista.)