Lähellä horisonttia oleva Aurinko näyttää punaiselta siksi, että siitä tuleva valo kulkee varsin pitkän matkan Maan ilmakehässä. Ilmassa olevat molekyylit sirottavat lyhytaallonpituista sinistä valoa enemmän kuin pitempiaaltoista punaista, jolloin Aurinko näyttää olevan punertava.

Ilmassa oleva kosteus, pöly, hiekka ja saasteet vaikuttavat Auringon ja sen lähitienoiden punaisuuteen yleensä siten, että väri vain korostuu. 

Mutta mukana on myös sinertävää, sillä se ei suinkaan siroa pois kokonaan. Sirottamisen lisäksi ilmakehä myös taittaa valoa ja taipumisen määrä riippuu aallonpituudesta. Näin ollen lähellä horisonttia Aurinkoja on näkyvissä itse asiassa useita, eri värisiä sellaisia, joskin punainen on ylivoimaisesti selvin. Se, että laskeva Aurinko näyttää väreilevän, johtuu pääosin ilmakehän liikkeistä ja eri kerroksista, mutta myös siitä, että nämä eri "kuvat" näkyvät kaikki päällekkäin aavistuksen verran eri korkeudella. 

Toisinaan, kun ilma on puhdas ja kirkas, tulee hieman punaista ylempänä oleva sinivihreä kiekko myös näkyviin, ja erityisen hyvin se näkyy juuri silloin, kun punainen Aurinko on laskenut juuri ja juuri horisontin alapuolelle, mutta vihertävä kiekko on vielä näkyvissä. Kyseessä on silmänräpäys, jolloin Auringon viime säteet ovat vihreitä ja toisinaan vihreä näyttää suorastaan välähtävän.

Auringon laskun lisäksi sama ilmiö on havaittavissa Auringon noustessa, mutta koska vihreä tulee juuri ennen punaista silloin, on sen havaitseminen paljon vaikeampaa.

Tämäkin asia selviää Ilmatieteen laitoksen mainiolta Ilmakehä-ABC -sivustolta. Ursan Taivaanvahdissa on myös suomalaisia väläyshavaintoja.

Alla on vielä auringonlasku ja vihertävä väläys Bretagnessa, Ranskassa kuvattuna viime vuoden helmikuussa. Kuvaaja on YouTube-käyttäjä hoporion.

Maa ei ole aina ollut nykyelämälle suotuisa paikka. Miljardeja vuosia sitten ilmakehä oli koostumukseltaan tappavan myrkyllinen ja vasta noin 2,5 miljardia vuotta sitten hapesta tuli sen keskeinen osatekijä.

Syypääksi tähän "hapettumiseen" on todettu muinaiset syanobakteerit eli sinilevät – jotka eivät ole oikeasti leviä. Ne alkoivat vapauttaa happea merkittävässä määrin noin kaksi miljardia vuotta Maan synnyn jälkeen.

Kun happea alkoi vapautua, kesti vielä noin 100 miljoonaa vuotta ennen kuin sitä oli ilmakehässä niin paljon, että sen määrä suunnilleen vakiintui. Siitä on nyt aikaa 2,4 miljardia vuotta.

"Tähän saakka emme ole tienneet, olivatko happipitoisuudet 2,5 miljardia vuotta sitten todella vakaat. Uusi tutkimus antaa kysymykseen paljon varmemman vastauksen", arvioi Brian Kendall Waterloon yliopistosta.

Kendallin johtama tutkijaryhmä on määrittänyt isotooppisuhteiden perusteella, että sinilevien yhteyttäminen nosti happipitoisuutta nopeasti, mutta ei pysyvästi.

"Johtiko yhteyttämisen kehittyminen suoraan happirikkaaseen ilmakehään vai tapahtuiko siirtymä nykytilanteeseen asteittain", pohtii Ariel Anbar Arizonan valtionyliopistosta.

Uudet tulokset tukevat Anbarin työryhmän vuonna 2007 esittämää hypoteesia. Silloin läntisestä Australiasta löytyi muinaiseen merenpohjaan kerrostuneita liuskekiviä, joissa oli viitteitä ikivanhoista happihenkäyksistä.

Kivissä on runsaasti molybdeeniä ja reniumia. Niitä on alkujaan ollut kuivalla maalla esiintyneissä mineraaleissa, joista alkuaineet hapen vaikutuksesta vapautuivat ja päätyivät veden kiertokulun mukana merenpohjan kerrostumiin.

Tällä kertaa tutkittiin samaisista liuskekiviesiintymistä myös samalla tavalla käyttäytyvän osmiumin runsauksia. Sillä on kuitenkin kaksi isotooppia – ¹⁸⁷Os ja ¹⁸⁸Os – joista toinen on peräisin kuivan maan mineraaleista, toinen vedenalaisista tulivuorista.

Mitatut osmium-isotooppisuhteet viittaavat siihen, että alkuainetta on vapautunut nimenomaan hapen kanssa tekemisiin joutuneista mineraaleista. 2,4 miljardia vuotta sitten ilmakehässä oli siis jo runsaasti happea.

Nuoremmista muodostelmista tehdyt alkuaine- ja isotooppimääritykset sen sijaan kertovat, että myöhemmin hapen määrä oli taas vähentynyt huomattavasti. Nykytilanteeseen ei siis päästy heti yhteyttämisen alkamisen jälkeen.

Tutkimuksesta kerrottiin Waterloon yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Science Advances -tiedelehdessä.

Kuva: NASA

Gaian laukaisu onnistui kuitenkin hienosti ja lentokoneet Eurooppaan täyttyivät. Oikeastaan juuri joulua ennen tapahtunut laukaisu oli erittäin sopiva – ainakin projektiin osallistuville tutkijoille. Nimittäin Gaialla ei voida tehdä mitään tieteellistä ennen kuin kaikki maanpäälliset, Gaian sisälle jääneet ilmakehän kaasut ovet "kiehuneet" pois. Siksi kaikkia optisia osia lämmitetään, ettei niistä tulisi kylmäloukkoja Gaiasta pakeneville molekyyleille. Tämän seurauksena projektin tieteentekijät pystyivät keskittymään kinkun syöntiin.

Kaikille Gaian rauhallinen joulu ei kuitenkaan ollut rauhallista aikaa. ESAn satelliittien operoinnista vastaava Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOC Saksan Darmstadtissa seurasi ja ohjasi Gaiaa joulun yli. Vaikka tähtitieteelliset mittalaitteet eivät olleet päällä, monia oheislaitteita otettiin käyttöön. Niinpä minunkaan jouluni ei sujunut ainoastaan kinkun parissa, vaan jouduin silloin tällöin avaamaan tietokoneen ja katsomaan uusinta raporttia Gaian tilasta. Kaikki toimi erinomaisesti!

Oli myös tutkijoita, jotka tekivät töitä Gaian lähettämien tietojen kanssa yli joulun. Yksi tärkeä laite Gaiassa on tarkka kello. Kellon lähettämää dataa onkin jo välitetty ESOCin kautta ESACiin, joka on ESAn tieteellinen operointikeskus Madridissa. Siellä Gaian lähettämää telemetriatietoa käsitellään, ja kellon dataa siirrettiin Dresdenin Teknillisen Korkeakouluun, jossa Sergei Klioner korreloi Gaian kelloa maanpäälliseen aikastandardiin nähden.

Myos monet tähtiharrastajat ovat olleet kiireisiä Gaian parissa. Pyysimme seuraamaan Gaian matkaa L2 pisteeseen ja kokoelma valokuvia löytyy osoitteesta http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/news_20131220.

Mukana on myös tämän kirjoituksen otsikkokuva, jonka otti Arto Oksanen, vanha tuttuni Helsingin opiskeluajoilta. Heti laukaisun jälkeen Gaia oli kirkas kohde, mutta kun Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoon nähden, siitä tulikin haastava kohde. Arto onnistui kuvaamaan Gaian kun sen kirkkaus oli vain 19 magnitudia.

Vuodenvaihde tulee olemaan vielä aika rauhallista. Joulukuun 30. päivä Gaialle tehdään pieni radankorjaus, jotta Gaian asettuminen 7. tammikuuta kiertoradalle L2-pisteen ympärillä voidaan valmistella hyvin. Ratakorjaus on hyvä myös kalibrointia ajatellen. Jännittävin lähiaikojen tapahtuma on 2. – 4. tammikuuta, kun tähtitieteelliset instrumentit käynnistetään.

Sitä odotellessa toivotan Gaian puolesta hyvää uutta vuotta!

Timo Prusti

(Otsikkokuvan on ottanut Arto Oksanen Chilessä sijaitsevalla etäkäytettävällä kaukoputkella. Arto kirjoittaa kuvasta: "Gaia-satelliitti jatkaa edelleen matkaansa kohti havaintopaikkaansa, saavuttaen juuri 700 000 kilometrin etäisyyden eli liki kaksi kertaa Kuun etäisyyden. Satelliitti näkyi himmeänä (mag 19) liikkuvana täplänä 20 kuvan sarjassa. Oheisessa kuvassa yhdistetty kolme ensimmäistä ruutua ja Gaia merkitty ympyröillä.")

Lennonjohdon näyttötaululla oleva valot ovat siis suotuisia:

- Tuulet, etenkin laukaisupaikan korkean ilmakehän tuulet, sää ja avaruussää ovat hyvin rajojen sisällä
- ESAn Estrack-antenniverkon kaikki maa-asemat ovat valmiina ja toiminnassa
- Etenkin verkon kaikki tärkeimmät asemat Gaian kannalta (Perth ja New Norcia Australiassa, Cebreros ja Masplalomas (Espanjassa) on viritetty Gaiaa varten. Perthin 15-metrinen antenni on jo vastaanottotilassa. Se saa ensimmäisenä yhteyden Gaiaan n. 39 minuuttia laukaisun jälkeen.
- Seurantaverkosta Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa vastaava johtaja Bret Durrett (kuvassa vasemmalla) näyttää tärkää merkkiä: "Kaikki on GO!"

Nokkakartio irroitetaan vain 187 sekunnin (kolmen minuutin ja seitsemän sekunnin) kuluttua laukaisusta, jolloin raketti on jo turvallisesti sadan kilometrin korkeudessa. Siellä ilma on jo niin ohutta, ettei siitä ole haittaa satelliitille.

Gaian "kapsulointi" tapahtui Kouroun avaruuskeskuksen hallin S3B puhdastilassa, mistä raketin kokonainen nokkaosa kuljetetaan laukaisualustalle ensi viikolla kun raketti on siirretty kokoonpanohallistaan sinne ja nostettu pystyyn.

Auringon suunnasta yllättäen ilmestynyt törmääjä vahingoitti yli tuhatta ihmistä Tseljabinskin alueella.

Tuoreimpien laskelmien mukaan Maahan 15. helmikuuta aamulla klo 5:20 Suomen aikaa (9:20 paikallista aikaa) törmännyt kappale oli alun perin noin 17 metriä halkaisijaltaan ollut pieni asteroidi, jonka massa oli noin 10 000 tonnia.

Mikäli kappale olisi lähestynyt Maata toisesta suunnasta, olisi se todennäköisesti havaittu jo etukäteen, mutta nyt se saapui Auringon suunnasta päivätaivaalta, jolloin pikkuplaneettoja etsivät automaattiteleskoopit ja tarkkasilmäiset tähtiharrastajat eivät voineet nähdä sitä.

Se tuli myös hyvin suoraan kohti ja osui ilmakehään loivasti noin 20 asteen kulmassa; mikäli se olisi tullut suorempaan alas, olisi tuho ollut vieläkin suurempaa. Nyt ilmakehän kitkakuumennus sai kappaleen räjähtämään noin 20 kilometrin korkeudessa maanpinnan yläpuolella, jolloin törmäyksen sekä meteoriitinpalasten putoamisen sijaan suurin osa vahingoista tuli räjähdyksen sokkiaallosta ja sen aiheuttamista tuhoista. Ikkunat rikkoontuivat ja lensivät sisälle, kattoja romahti ja rakennuksiin tuli vaurioita.

Räjähdyksen voima oli noin 500 kilotonnia, eli se vastasi noin 30 Hiroshimaan pudotettua ydinpommia. Väläys taivaalla oli Aurinkoa kirkkaampi ja se sinkosi ympärilleen paineaallon lisäksi lämpösäteilyä.

Kyseessä oli merkittävin Maahan avaruudesta osuneen kappaleen törmäys sitten vuoden 1908, jolloin pieni komeetta todennäköisesti putosi samoin Venäjälle, Tunguskan alueelle. Törmäys oli tuholtaan perjantaista suurempi, mutta räjähdyksen voima oli pienempi. Siitä huolimatta noin 50 henkilöä joutui sairaalaan räjähdyksen seurauksena ja lähes 1200 muuta oli hoidettavana.