Kansainvälinen tutkijaryhmä ilmoitti eilen löytäneensä Saturnukselta 128 uutta kuuta. Kuut ovat pari kilometriä halkaisijaltaan olevia epäsäännöllisiä, isoilta perunoilta näyttäviä kappaleita, jotka varmasti herättävät kysymyksiä siitä, millaiset kappaleet luokitellaan kuiksi. 

Saturnuksella kun on renkaat, jotka koostuvat ei kokoisista kivi- ja jäämöhkäleistä, ja jos niitä alettaisiin myös luokittelemaan kuiksi, nousisi määrä kirjaimellisesti astronomiseksi.

Tuore tutkimus julkistettiin Brittiläisen Columbian yliopiston sivuilla.

Kansainvälinen astronominen unioni on joka tapauksessa hyväksynyt löydökset kuiksi, ja siksi edessä on hurja nimeämisrupeama.

Taiwanilais-kanadalais-yhdysvaltalais-ranskalainen ryhmä katsoo nimeämisessä ennen kaikkia norjalaisten viikinkijumalien suuntaan, sillä Saturnuksen kuut on perinteisesti nimetty Gallian kelttiläisten, norjalaisten ja Kanadan inuiittien jumalien mukaan, ja koska suurin osa uusista kuista kuuluu "norjalaiskuiden" ryhmään, on etsinnässä nyt suuri määrä käyttämättömiä viikinkijumalia.

"Voi olla, että joudumme vähän höllentämään nimeämiskriteereitä", toteaa tutkimuksen vetäjä Edward Ashton Taiwanin Academia Sincian tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista.

Tulevaisuuden kannalta on kuitenkin helpotus, että todennäköisesti uusia kuita ei pahemmin enää löydy, koska näidenkin havaitseminen oli hankalaa.

Havaintoja tehtiin pääasiassa Havaijilla sijaitsevalla kanadalais-ranskalaisella teleskoopilla.

Sama tutkimusryhmä on tutkinut Saturnuksen kuita jo pitkään, ja he olivat myös vuonna 2023 tehnyt kuumäärälisäyksen takana.

"En usko, että nykytekniikalla voidaan havaita enää lisää kuita Saturnukselta, Uranukselta ja Neptunukselta", toteaa Ashton.

Nyt löytyneet uudet kuut kiertävät Saturnusta lähekkäisillä radoilla ja onkin todennäköistä, että ne ovat kuuluneet alun perin suurempiin kuihin. Hajoaminen pienemmiksi kuiksi on tapahtunut viimeisen 100 miljoonan vuoden aikana. 

Saturnus on todennäköisesti kaapannut nuo emäkuut ympärilleen planeettainvälisestä avaruudesta, koska kuiden radat ovat hyvin soikeita ja kallellaan renkaiden ja isompien kuiden ratatasoon verrattuna.

Todennäköisin teoria Saturnuksen renkaiden syntymiselle on samankaltainen: iso asteroidi, kuu tai komeetta on hajonnut vähitellen pienemmiksi kappaleiksi, jotka ovat asettuneet renkaiden muotoon planeetan ympärille. Renkaiden kappaleista suurin osa on jäämöhkäleitä (noin 95 %), pienistä kiviä ja pölyä.

Tylos, eli WASP-121b, on noin 900 valovuoden päässä meistä Peräkeulan tähdistössä sijaitseva eksoplaneetta. 

Se on vähän kuin iso ja kuuma Jupiter, kaasujättiläinen, joka kiertää tähteään niin lähellä, että vuosi siellä kestää vain noin 30 Maan tuntia. Koska planeetta on vuorovesilukittunut tähtensä kanssa, on sen toisella puolella koko ajan kuumaa ja toisella kylmää.

Tutkijaryhmä on onnistunut selvittämään nyt Tyloksen kaasukehän rakenteen kolmiulotteisesti. Kiinnostavinta ovat erityisesti tuulet kaasukehän eri kerroksissa. 

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun eksoplaneetan kaasukehästä on saatu näin yksityiskohtaista tietoa. Aiheesta julkaistiin tänään artikkeli Nature-lehdessä.

"Se, mitä löysimme, oli yllättävää: suihkuvirtaus pyörittää kaasua planeetan päiväntasaajan ympäri, kun taas erillinen virtaus kaasukehän alemmissa kerroksissa siirtää kaasua kuumalta puolelta viileämmälle puolelle", kertoo Julia Victoria Seidel, artikkelin pääkirjoittaja ja tähtitieteilijä Euroopan eteläisessä observatoriossa (ESO) sekä Nizzan observatorion Lagrange-laboratoriossa.

Suihkuvirtaus kattaa puolet planeetasta ja kiihdyttää itsensä huimaan vauhtiin planeetan kuumalla päiväpuolella. 

"Voimakkaimmatkin hurrikaanit Aurinkokunnassamme ovat rauhallisia verrattuna tähän", Seidel toteaa ESO:n tiedotteessa.

Tutkijaryhmä käytti ESO:n VLT-observatorion kaikkia neljää teleskooppia, joiden valo yhdistettiin ESPRESSO-instrumentilla siten, että teleskoopit toimivat kuin yksi, todella suuri havaintolaite. Paitsi että neljän teleskoopin valoa keräävä peilipinta-ala on suuri, niiden välinen etäisyys saa aikaan sen, että kuva on yhtä tarkka kuin olisi koko observatorion kokoisella teleskoopilla.

Samaa tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää myös muiden eksoplaneettojen kaasukehien tutkimiseen.

"VLT:n avulla saatoimme tutkia eksoplaneetan kaasukehää kolmessa eri kerroksessa", sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Leonardo A. dos Santos, joka toimii Space Telescope Science Institutessa Baltimoreissa, Yhdysvalloissa. 

Tiimi seurasi raudan, natriumin ja vetykaasun liikkeitä kaasukehässä, ja näiden avulla saatiin selvitettyä tuulet syvällä, keskikerroksissa ja pinnnalla. 

Havainnot paljastivat myös titaanin olemassaolon juuri suihkuvirran alapuolella, kuten toisessa tutkimuksessa, joka julkaistiin Astronomy and Astrophysics -lehdessä. Tämä oli myös yllätys, koska  aiemmat havainnot olivat osoittaneet titaanin puuttuvan kaasukehästä kokonaan – sitä ei ole, tai mahdollisestise on piilossa syvällä kaasukehässä.

"Nämä ovat juuri sellaisia havaintoja, joita on hyvin vaikeaa tehdä edelleen avaruusteleskoopeilla. Maanpääliset, suuret havaintolaitteet ovat edelleen hyvin tärkeitä."

VLT:tä suurempi ja parempi Extremely Large Telescope (ELT) on tällä hetkellä rakenteilla Chilen Atacaman autiomaassa. Tutkijat ovat jo etukäteen innoissaan ANDES-havaintolaitteesta, jonka avulla voidaan tehdä tällaisia havaintoja paljon nykyistä paremmin. 

Irlannissa ja Skotlannissa on parhaillaan hieman tuulista, mutta kovatkaan maanpäälliset tuulet eivät ole mitään verrattuna WASP-127b:n suihkuvirtauksiin.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on tarkkaillut WASP-127b:n kaasukehää vuodesta 2016 alkaen, ja ryhmä julkaisi 20. tammikuuta Astronomy & Astrophysics -julkaisussa työnsä tuloksia. 

Tutkijat mittasivat ESO:n VLT:n CRIRES+ -spektrometrin avulla isäntätähden valon kulkua planeetan ylemmän ilmakehän läpi, jolloin he pystyivät päättelemään se koostumusta. WASP-127b:n kaasukehässä on selvästi vedenhöyryä ja hiilimonoksidia.

Kun näiden liikettä kaasukehässä pyrittiin selvittämään, olivat tulokset aluksi hyvin omituisia:  spektrissä oli kaksi huippua. Hyvin todennäköisesti kyse on doppler-siirtymästä, eli vesihöyry ja hiilimonoksidi liikkuvat kaasukehässä meitä kohden ja poispäin. 

Tämän voi selittää parhaiten kaasujättiläisen päiväntasaaja-alueella puhaltavilla , todella nopeilla suihkuvirtauksilla.

Lisa Nortmann, Göttingenin yliopiston tutkija Saksassa ja tutkimuksen pääkirjoittaja toteaa ESO:n tiedotteessa, että tuulen nopeus on 9 km/s eli noin 33 000 km/h). Kaasu virtaa planeetan kaasukehässä siis kuusi kertaa nopeammin kuin planeetta pyörii. 

"Tämä on jotain, mitä emme ole nähneet aiemmin," sanoo Nortmann. 

"Kyseessä on nopein koskaan mitattu tuuli. Vertailun vuoksi: nopein omassa aurinkokunnassamme mitattu tuuli on Neptunuksella, missä tuulen nopeus on 'vain' 0,5 km/s (1800 km/h)."

WASP-127b on kaasujättiläinen, joka kiertää yli 500 valovuoden päässä Maasta sijaitsevaa WASP-127 -tähteä. Todennäköisesti planeetta on vuorovesilukittu, eli se planeetta pyörii oman akselinsa ympäri samaa tahtia kuin se kiertää tähteään.

Planeetta on hieman suurempi kuin Jupiter, mutta on massaltaan vain murto-osa Jupiterista. 

Suihkutuulien lisäksi tutkijat havaitsivat, että planeetan navat ovat viileämpiä kuin muu planeetta. Tämä ei ole yllättävää, kuten ei myöskään pieni lämpötilaero aamu- ja iltapäiväpuolten välillä.

Jännää sen sijaan on se, että vain pari vuotta sitten eksoplaneetoista pystyttiin määrittämään juuri ja juuri niiden massa ja rata tähtensä ympärillä, mutta nyt tähtitieteilijät pääsevät mittaamaan monia yksityiskohtiakin niistä. Kuten selvittää niiden kaasukehässä olevia tuulia.

Toistaiseksi tarvittavat spektrometrit ja mittalaitteet ovat vielä niin suuria, että ne voidaan asentaa vain maanpäällisiin, suuriin teleskoopppeihin. Avaruusteleskoopeilla on monia etuja, mutta tässä suhteessa edes suuri JWST ei kykene lähellekään samaan havaintotarkkuuteen.

(Otsikkokuvassa on taiteilijan näkemys pilvien peittämästä WASP-127b -eksoplaneetasta. Kuva: ESO / L. Calçada) 

Tänä iltana 16. tammikuuta ainakin eteläisessä Suomessa on selkeää, ja taivaalla loistelee tähtien lisäksi kaksi kirkasta valopistettä, jotka eivät ole tähtiä. Toinen on täsmälleen vastapäätä Aurinkoa loimottava Mars, jonka tunnistaa punaisesta väristä, ja toinen Jupiter, joka on vieläkin kirkkaampi. 

Otsikkokuvassa näkyvät ne molemmat: Mars on Kaksosten tähdistössä suoraan Castorin ja Polluxin alapuolella, Jupiter Härässä lähellä Hyadien avointa tähtijoukkoa ja Aldebaran-tähteä. Jos iltakävelyn ajankohta on venähtänyt kovin myöhäiseksi, kannattaa siis katsahtaa taivaalle (planeetat näkyvät toki tulevinakin iltoina...).

Perspektiiviä antanee se, että Jupiter on melkein seitsemän kertaa kauempana kuin Mars – ja silti se on planeetoista kirkkaampi. Syynä on tietysti se, että Jupiterin läpimitta on yli 20 kertaa suurempi kuin Marsin, ja lisäksi sen paksu pilvipeite heijastaa auringonvaloa tehokkaammin kuin punaisen planeetan pölyinen pinta.

415 vuotta sitten, tarkkaan ottaen 7. tammikuuta 1610, italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei suuntasi uuden, entistä paremman kaukoputkensa kohti Jupiteria. 20-kertaisella suurennuksella sen molemmin puolin erottui pieniä valopisteitä. Illasta toiseen niiden sijainti planeetan suhteen muuttui, mutta toisella tavalla kuin tähtien, joiden suhteen Jupiter vaelsi hitaasti.

Galilei jatkoi planeetan tarkkailua illasta ja yöstä toiseen aina säiden salliessa, ja teki näkemästään huolellisia piirroksia. Valopisteet näyttivät seuraavan planeettaa, mutta eivät ihan uskollisesti. Toisinaan kaksi niistä oli Jupiterin toisella ja kaksi toisella puolella, joskus samalla puolella oli kolme valopistettä, välillä joku niistä oli kokonaan kateissa.

Talvista iltataivasta koristaa kaksi vielä kirkkaampaa valopistettä. Auringonlaskun aikaan Venus on suoraan etelässä, mistä se kiertyy illan mittaan hitaasti kohti lounasta. Jupiter on puolestaan itäisellä taivaalla keskellä Härän tähtikuviota. Se on selvästi kirkkaampi kuin Aldebaran, tähdistön kirkkain tähti.

Jos malttaa mielensä ja on pukeutunut pakkassäähän riittävän lämpimästi, kannattaa odotella tovi. Jupiterin vanavedessä koillisen horisontin takaa nousee Mars, Punainen planeetta.

Kirkkaudessa se jää jälkeen Jupiterista, mutta päihittää silti Aldebaranin. Syy on selvä: Mars on lähestymässä oppositiota. Silloin planeetta on taivaalla vastapäätä Aurinkoa, nousee auringonlaskun aikoihin ja laskee vasta aamunkoitteessa. Samalla se on myös lähinnä Maata tällä kierroksellaan.

Opposition tarkka ajankohta on 16. tammikuuta. Lähimpänä Maata planeetta on jo 13.1., jolloin sen etäisyys on 96 miljoonaa kilometriä. Edellisen opposition aikaan joulukuun alussa 2022 etäisyys oli hivenen pienempi, noin 82 miljoonaa kilometriä. Siksi Mars näkyy nyt aavistuksen himmeämpänä ja näennäiseltä läpimitaltaan pienempänä (maksimissaan vähän alle 15 kaarisekuntia). Planeetta nousee kuitenkin hyvin korkealle ja loistelee parhaimmillaan etelän suunnalla 55 asteen korkeudella.

Värinsä perusteella Mars löytyy helposti taivaalta. Se on Kaksosten tähdistön Castorin ja Polluxin alapuolella, melko lähellä Kravun tähdistössä kiiluvaa Praesepen tähtijoukkoa (Messier 44). Tällä hetkellä Mars vaeltaa tähtien suhteen länteen päin ja etääntyy tähtisikermästä, mutta kulkusuunta muuttuu helmikuun lopulla, ja toukokuun alussa planeetta kulkee Praesepen editse. 

Taivaallinen siksak-liike johtuu siitä, että opposition aikoihin Maa ohittaa kauempana Auringosta kiertävän Marsin ”sisärataa” pitkin, jolloin ulompi planeetta näyttää liikkuvan jonkin aikaa takaperoiseen suuntaan.  

Nasan aurinkokuntasimulaattori näyttää hyvin tilanteen:

Opposition jälkeen Maan ja Marsin välimatka alkaa taas kasvaa, mutta naapuriplaneettamme näkyy hyvin ja sitä kannattaa myös katsella koko alkuvuoden. Mars katoaa näkyvistä vasta valoisten kesäöiden myötä.

Paljain silmin ja kiikarilla Mars näkyy selvästi punaisena tai pikemminkin oranssina valopisteenä. Kaukoputkella erottuu jo pinnan ”yksityiskohtia”, tummempia alueita vaaleampaa taustaa vasten. Kirkkauserot ovat varsin vähäisiä, joten ensikatsomalta ei välttämättä onnistu näkemään juuri mitään. Vähitellen silmä oppii kuitenkin erottamaan yhä paremmin planeetan pinnan sävyeroja. 

Tällä kertaa Marsin pohjoinen pallonpuolisko on hivenen kallistunut Maata kohti, joten ensimmäisenä huomio saattaa kiinnittyä valkoisena hohtavaan pohjoiseen napalakkiin, jonka vesi- ja hiilidioksidijäät heijastavat hyvin auringonvaloa. 

Erisävyisissä alueissa tapahtuu hitaita muutoksia, kun pölymyrskyjen kuljettama hieno hiekka vuoroin peittää ja vuoroin paljastaa tummia alueita. Pääpiirteissään ne pysyvät kuitenkin melko lailla ennallaan, joten omia havaintoja – planeetasta kannattaa tehdä piirroksia – voi mainiosti verrata Marsista aiemmin laadittuihin karttoihin. 

Kuunpimennyksessä planeettamme tulee suoralle linjalle kuumme ja Auringon väliin, ja Maan varjo peittää Kuun. Voisi oikeastaan sanoa, että täysikuu on täydellisimmillään vain ja ainoastaan kuunpimennyksen aikaan.

Kuunpimennyksiä voi kuitenkin yllättäen nähdä myös silloin kun kuu ei ole täysi. Se tosin onnistuu vain kolmella hieman epätavallisella tavalla. Kaikkiin tarvitaan laatikon ulkopuolella ajattelua, apuvälineitä, ja kenties pilkunkin viilausta.

(1) Ensimmäinen vaihtoehto on siirtyä planeetalta pois. Kansainvälisen avaruusaseman Cupolassa oleva astronautti voi nähdä sekä täydellisen kuunpimennyksen että vastakkaisessa suunnassa olevan Auringon vain hieman päätään kääntäen. Kuu on sieltä katsoen lähes, muttei aivan täysi.