Saturnus

Aaltoja sekä mystinen saari – tällaisia ovat Saturnuksen Titan-kuun järvet (video)

Su, 03/06/2016 - 18:51 By Jari Mäkinen
Ligeia Mare


Saturnusta kiertävä Cassini-luotain on tehnyt havaintojaan rengasplaneetan kuista jo yli kymmenen vuoden ajan, mutta se löytää koko ajan lisää kummallisuuksia. Eräs tarkimmin tutkittu kohde on omituinen kuu Titan, joka on kuin pakastettu, nuori maapallo. Sen pinnalla on järviä, jotka tosin ovat kovin erilaisia kuin Maan päällä...


Titan on Saturnuksen suurin kuu, ja jos se kiertäisi Aurinkoa yksistään, kutsuttaisiin sitä eittämättä planeetaksi. Se on suurempi kuin Merkurius ja olennaisesti kookkaampi kuin Kuu.

Planeettamaisen siitä tekee myös se, että Titanilla on paksu kaasukehä. Pääosin typestä koostuvan kaasukehän olemassaolo tiedettiin jo ennen avaruusluotaimien aikaa, mutta vasta lähelle pääseminen paljasti kunnolla Titanin salaisuuksia: sen pinnalla on vuoria ja laaksoja, ja niiden välissä enemmän ja vähemmän laajoja järviä. 

Titanin pintaaCassini-luotaimen matkassa Saturnukseen lentänyt Huygens laskeutui vuonna 2004 kuun pinnalle ja kopsahti todennäköisesti vast'ikään kuivuneen järven pohjalle. Se oli kuin paahtovanukasta: kova, jäinen pinta ja höttöä ainetta sen alapuolella. Luotaimen lähettämät kuvat (kuten oikealla) paljastivat myös kerrassaan omituisen, punaruskean usvan verhoaman maailman.

Pinnalla näkyy kiviä, jotka eivät kuitenkaan ole kiviä, vaan vesijäätä.

Suurin osa Titanin pinnasta on jäätä, joka hyvin matalan lämpötilan (noin −180 °C) vuoksi on hyvin kovaa ja käyttäytyy kuin kallio täällä maapallolla. Se on siis kivikovaa jäätä, jota pinnalla virtaava neste kovertaa ja muokkaa samaan tapaan kuin vesi muovaa kiveä kotoisissa ympyröissä.

Pinnalla virtaava neste on hiilivetyjä, todennäköisesti pääasiassa metaania. Mukana voi olla myös hieman etaania. 

Ne käyttäytyvät Titanissa kuin vesi Maan päällä: nestemäisinä ne muodostavat järviä ja jokia  pinnalle, mutta niitä höyrystyy jatkuvasti myös ilmaan – tai siis kaasukehään – ja siellä ne muodostavat pilviä, sekä myös satavat alas pisaroina. 

Metaani myös jäätyy ja siitä muodostuu ajoittain jäätiköitä. Metaania voi suihkuta myös pinnan alta geysireinä ylös. 

Kuva: Kartta näyttää, että suurin osa nestealtaista on kuun pohjoisella pallonpuolella.

 

Järviä, saaria, aaltoja...

Titanissa on aivan uskomattoman hienosti toimiva vesijään ja hiilivetyjen kiertosysteemi. Tässä mielessä ei ole lainkaan yllättävää, että Cassini on havainnut Titanin pinnalta monia hyvin kotoisia näkymiä.

Eräs näistä on Ligeia Mareksi kutsuttu nestemetaaniallas, joka hieman Suomen ja Ruotsin välissä olevaa Pohjanlahtea suurempi meri. Se on arvioiden mukaan jopa 200 metriä syvä.

Eikä se ole ainoa suuri meri. Lisäksi Titanissa on mm. Kraken Mare ja Punga Mare, joista Krakenmeren syvyys on noin 160 metriä.

Tänään on uutisoitu paljon aalloista, joita tutkakuvista on voitu nähdä metaanijärvien pinnalla, mutta ensimmäisen kerran näitä havaittiin ja niistä raportoitiinkin jo pari vuotta sitten. Sittemmin aaltoja on havaittu kaikista Titanin meristä, kun on tiedetty mitä etsiä.

Aallot eivät ole kovin suuria: ne ovat voin noin puolitoista senttimetriä korkeita ja liikkuvat pinnalla noin 70 senttimetriä tunnissa. Aaltoja on havaittu paikoissa, joissa selvästikin niitä synnyttävä tuuli ohjautuu puhaltamaan samaan suuntaan esimerkiksi saarien tai muiden rannalla olevien pinnanmuotojen ohjaamana.

Jokainen veneellä vesillä kulkenut on huomannut saman ilmiön kotoisillakin järvillä.

Ja mitä tulee saariin, niin Cassinin ottamissa tutkakuvissa (paksun pilvikerroksen vuoksi suurin osa Titanin pinnan "kuvista" on tutkahavaintoja) on havaittavissa varsin paljon erilaisia saaria ja niemekkeitä. Osassa näistä on havaittavissa myös selviä merkkejä ranta-alueiden muuntumisista. 

Erityisen hyvin tätä muuttumista on havaittu Ligeiameressä olevassa "mystisessä saaressa", jonka reunat muuttavat väriään vuosien kuluessa. Saarta on pidetty silmällä erityisen tarkasti vuodesta 2007 alkaen. Syynä muutoksiin ovat todennäköisimmin hitaasti nouseva ja laskeva vuorovesi, muusta syystä muuttuva metaanin pinnan taso tai muutokset maaperässä ranta-alueella. 

Yksi tekijä muutoksissa voi olla vuodenajat. Vuonna 2009 Titanin pohjoisella pallonpuolella alkoi kevät, kun se kääntyi osoittamaan kohti Aurinkoa, ja parhaillaan kevät on muuttumassa kesäksi. Titanista tehdyt ilmastomallit ennustavat tuulien voimistuvan näinä aikoina, ja siksi aaltojakin havaitaan nyt enemmän. Kesä koittaa Titanin pohjoispuolella vuonna 2017.

On syynä mikä tahansa, on havainto vain yksi merkki siitä, että Titan ja sen meret ovat jatkuvassa muutoksessa. Aurinkokunnassa kaukana olevat kylmät maailmat eivät ole todellakaan mitään paikalleen jäätyneitä kuolleita maailmoja!

Cassini, Saturnus ja Titan

Kuva: Taiteilija on piirtänyt Cassini-luotaimen samaan kuvaan Saturnuksen ja hieman luonnottoman suuren Titanin kanssa. Cassinin kyljessä näkyy tässä vielä lautasmainen Huygens-laskeutuja, joka irtaantui vuonna 2004 omille teilleen ja laskeutui laskuvarjon varassa Titanin pinnalle. Kuvat: NASA / JPL / Cassini

Talvi tulee Titaniin

Pe, 11/13/2015 - 20:58 By Markus Hotakainen
Titanin etelänavan pilvi

Saturnusta kiertävä Cassini-luotain on tehnyt jättiläisplaneetan suurimmasta kuusta Titanista havaintoja, jotka kertovat talven olevan tulossa rytinällä.

Cassini kuvasi jo vuonna 2012 Titanin etelänavan yläpuolella noin 300 kilometrin korkeudessa leijailevan laajan pilvimuodostelman. Se ei kuitenkaan ole mitään verrattuna sen alapuolella 200 kilometrissä piileskelevään jääkidepilveen.

Pilvi saatiin kuvattua luotaimen infrapunaspektrometrillä, jolla pystytään tarkastelemaan Titanin tiheän kaasukehän eri kerroksia lämpösäteilyn aallonpituuksilla. Jääpilvi on varsin harva ja muistuttaa lähinnä maanpinnan läheisyydessä esiintyvää sumua.

Sekä korkeammalla oleva pilvimuodostelma että sen alla oleva jääkidepilvi ovat merkkejä Titanin eteläiselle pallonpuoliskolle koittavasta talvesta. Titanin vuodenajoilla on pituutta noin 7,5 vuotta, joten hyinen vuodenaika on jokseenkin kylmimmimmillään, kun Cassinin taival päättyy vuonna 2017.

 

 

"Kun tarkastelimme infrapuna-alueen havaintoja, jääpilvi erottui selvemmin kuin mikään aiemmin näkemämme", toteaa Carrie Anderson NASAn Goddardin avaruuslentokeskuksesta. "Se löi meidät täysin ällikällä."

Titanin napaseutujen jääpilvet eivät muodostu samalla tavalla kuin Maan ilmakehän sadepilvet, jotka syntyvät vesihöyryn noustessa maanpinnalta yhä korkeammalle ja samalla jäähtyessä. Tietyllä korkeudella lämpötila ja ilmanpaine ovat otolliset vesihöyryn tiivistymiselle pieniksi vesipisaroiksi.

Titanin kaasukehän metaanipilvet muodostuvat tällä tavoin, mutta korkeammalla esiintyvien napaseutujen pilvien synty on seurausta toisenlaisesta prosessista.

Kaasukehän virtaukset kuljettavat kaasuja lämpimän pallonpuoliskon napa-alueelta kylmän pallonpuoliskon navalle. Siellä "lämmin", utua muistuttava hiilivedyistä ja typpiyhdisteistä koostuva kaasu vajoaa alemmas ja jäähtyy kaiken aikaa. Eri kaasut tiivistyvät pisaroiksi eri lämpötiloissa, jolloin tuloksena on eri korkeuksilla esiintyviä pilvikerroksia. 

Cassini saapui Saturnukseen vuonna 2004, jolloin Titanin pohjoisnavalla oli sydäntalvi. Sittemmin siellä on menty kohti kevättä ja jääkidepilvet ovat kadonneet. Samaan aikaan niitä on ilmestynyt etelänavalle, mikä kertoo kaasukehän kiertoliikkeen suunnan muuttumisesta.

Napaseutujen jääpilvien laajuus, korkeus ja koostumus auttavat tutkijoita ymmärtämään Titanin talviolosuhteita. Aiemmin kuvattujen jääkidepilvien perusteella lämpötila laskee etelänavalla vähintään -150 celsiusasteeseen. Nyt havaittu pilvi on alempana, missä on vielä kylmempää. Jääkiteet koostuvat erilaisista yhdisteistä, joissa on vetyä, hiiltä ja typpeä.

"On jännittävää seurata Titanin talven alkuvaiheita", toteaa niin ikään Goddardin avaruuslentokeskuksessa työskentelevä Robert Samuelson. "Kaikki etelänavalta tekemämme havainnot osoittavat, että eteläisen talven tulo on paljon ankarampi kuin Titanin pohjoisen talven loppuvaiheet."

Havainnoista kerrottiin NASAn uutissivuilla

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Voyager 1 ohitti Saturnuksen

To, 11/12/2015 - 21:41 By Markus Hotakainen
Saturnus Voyager 1 -luotaimen kuvaamana

Päivän kuva

Tosin siitä on kulunut jo 35 vuotta. 5. syyskuuta 1977 matkaan laukaistu luotain ohitti ensin Jupiterin 5. maaliskuuta 1979 ja puolisentoista vuotta myöhemmin, tarkemmin sanottuna 12. marraskuuta, rengasplaneetta Saturnuksen.

Etäisyyttä oli lähimmän ohituksen aikaan 124 000 kilometriä, mutta päivän kuvan Voyager 1 nappasi reilun viiden miljoonan kilometrin etäisyydeltä ollessaan jo loittonemassa jättiläisplaneetasta. Luotain ohitti myös Saturnuksen suurimman kuun Titanin ainoastaan 6 500 kilometrin etäisyydeltä. Kuun lähiohitus oli itse asiassa syynä siihen, että Saturnus jäi viimeiseksi planeetaksi, jota Voyager 1 tutki. 

Jo elokuussa 1977 lähetetty Voyager 2 -luotain ohitti Saturnuksen vasta elokuussa 1981, mutta jatkoi sen jälkeen vielä Uranukseen vuonna 1986 ja ohitti Neptunuksen kolmisen vuotta myöhemmin. 

Voyager 1 olisi voitu ohjata radalle, joka olisi vienyt sen kohti Plutoa, mutta Titanin ohilentoa pidettiin tärkeämpänä. Tuolloin Aurinkokunnan uloin planeetta, sittemmin kääpiöplaneetta Pluto, saikin sitten odottaa luotainvierasta aina vuoteen 2015 saakka.

Tällä hetkellä sinnikäs luotain on jo noin 20 000 000 000 kilometrin etäisyydellä Auringosta. Voyager 1 poistui heliosfääristä eli Auringon magneettikentän vaikutuspiiristä elokuussa 2012, jolloin siitä tuli ensimmäinen ihmisen lähettämä alus, joka saavutti tähtienvälisen avaruuden. Luotain lähettää edelleen tietoja ja sen odotetaan toimivan mahdollisesti vielä kymmenen vuoden ajan.

Jupiter on iso ja sillä on öykkärin elkeet

Ti, 11/03/2015 - 08:28 By Markus Hotakainen
Jupiter

Aurinkokunnassa oli neljä miljardia vuotta sitten viisi jättiläisplaneettaa. Sitten tapahtui jotain ja jäljelle jäivät Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus.

Planeettajärjestelmämme ei ole aina ollut yhtä seesteisen rauhaisa kuin nykyisin. Aurinkokunnan hurjassa nuoruudessa planeettojen etäisyydet Auringosta vaihtelivat ja etenkin jättiläisplaneettojen vaeltelu sai aikaan paljon vahinkoa – tai riippuu tietysti näkökulmasta.

Toronton yliopiston tutkijat ovat selvittäneet syypään siihen, miksi yksi jättiläisplaneetta on kadonnut kokonaan. Ensimmäisen kerran viidennen kaasuplaneetan taannoista olemassaoloa uumoiltiin vuonna 2011, mutta epäselvyyttä on ollut siitä, mikä sai sen häipymään näistä maisemista.

Ilmeisiä kiusaajakandidaatteja on ollut kaksi: Jupiter ja Saturnus. Kumpikin on riittävän iso, jotta ne voivat vetovoimallaan vaikuttaa merkittävästi muiden Auringon kiertolaisten ratoihin ja liikkeisiin. 

"Todisteemme viittaavat Jupiteriin", arvioi Ryan Cloutier Toronton yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan laitokselta. 

Keskeisenä tekijänä arvoituksen ratkaisussa olivat viattomat sivulliset: jättiläisplaneettojen kuut. Aiemmissa tutkimuksissa on tarkasteltu ainoastaan planeettojen vaikutusta toisiinsa läheisten ohitusten aikana, mutta nyt kuvaan otettiin mukaan myös jättiläisplaneettojen kuut.

Kun kaksi jättiläisplaneettaa ohittaa toisensa riittävän läheltä, vetovoima voi singota toisen niistä radalle, jolla sen nopeus riittää voittamaan Auringon vetovoiman. Silloin planeetan kohtalo on sinetöity: se kiitää ulos Aurinkokunnasta tähtienväliseen avaruuteen.

Cloutier tarkasteli kollegoineen tietokonesimulaatioiden avulla, miten likeinen ohitus vaikuttaisi Jupiterin Kallisto-kuuhun ja toisaalta Saturnuksen Japetukseen. Olisivatko niiden nykyiset radat mahdollisia, jos kaukaisessa menneisyydessä lähietäisyydeltä olisi kulkenut jättiläisplaneetta?

"Totesimme, että Jupiter voisi singota viidennen jättiläisplaneetan kauas avaruuteen ja pitää silti Kalliston itseään kiertävällä radalla", toteaa Cloutier. "Sen sijaan Saturnuksen tapauksessa se olisi hyvin vaikeaa, sillä Japetukseen olisi kohdistunut suuria häiriöitä ja se olisi päätynyt radalle, joka poikkeaa huomattavasti nykyisestä."

Näyttää siis vahvasti siltä, että Jupiter on ainoa mahdollinen ehdokas Aurinkokunnan ulosheittäjäksi. 

Tutkimuksesta kerrottiin Toronton yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL/Space Science Institute

 

 

Enceladuksen hyiset suihkulähteet lähikuvissa

La, 10/31/2015 - 09:47 By Markus Hotakainen
Enceladuksen jäinen suihku

NASAn Cassini-luotain on lähettänyt Maahan ensimmäiset kuvat, jotka se otti viime keskiviikkona ohittaessaan Saturnuksen Enceladus-kuun etelänavan 49 kilometrin etäisyydeltä.

"Cassinin huikeat kuvat tarjoavat pikavilkaisun Enceladuksen lähiohituksesta, mutta kaikkein jännittävimmät tutkimustulokset ovat vasta tulossa", toteaa Linda Spiker Jet Propulsion Laboratorysta.

Ohilennon aikana Cassini kulki kuun pinnalta purkautuvan vesihöyryn läpi ja otti näytteitä sekä kaasusta että pölyhiukkasen kokoisista jääkiteistä. Analyysiin menee todennäköisesti useita viikkoja, mutta tulokset kertovat Enceladuksen pinnan alla vellovan meren koostumuksesta ja olosuhteista. 

Merenpohjassa saattaa esiintyä hydrotermistä aktiivisuutta ja Maan meristä tuttuja "mustia savuttajia", jotka täällä ovat olleet mahdollisesti elämän syntysijoja. Siksi Enceladus on kiinnostava kohde kartoitettaessa elämälle mahdollisesti suotuisia paikkoja muualla Aurinkokunnassa.

Lisää Cassinin ottamia, toistaiseksi käsittelemättömiä kuvia löytyy NASAn sivuilta.

Cassini ohittaa Enceladuksen viimeisen kerran 19. joulukuuta. Silloin etäisyys jää noin 5 000 kilometriin ja tarkoitus onkin tutkia kuun sisuksista vapautuvaa lämpöä laajemmassa mittakaavassa. 

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Cassini sukeltaa Enceladuksen jäiseen suihkuun

Ti, 10/27/2015 - 06:49 By Markus Hotakainen
Enceladuksen suihkulähteet

NASAn Cassini-luotain ohittaa huomenna Saturnuksen Enceladus-kuun ainoastaan 48 kilometrin etäisyydeltä. Kiertolaisen etelänapaa hipovan ohilennon aikana luotain kulkee hyisten suihkujen läpi ja tutkii kuun sisuksista purkautuvaa vesihöyryä ja jääkiteitä. 

Elämää ei etsitä, sillä Cassini-luotaimen laitteita ei ole moiseen suunniteltu, mutta tutkijoiden toiveissa on saada entistä enemmän tietoa Enceladuksen sisuksissa vellovasta merestä ja sen olosuhteista – myös elämän kannalta.

Yksi keskeisistä tavoitteista on saada selkoa Enceladuksen hydrotermisestä toiminnasta eli kiviaineksen ja kuuman veden vuorovaikutuksesta. Siitä kertoisivat kuun pinnalta suihkuavan vesihöyryn joukossa olevat vetymolekyylit.

Tarkoitus on selvittää muutenkin Enceladuksen suihkulähteiden kemiaa eli millaisia alkuaineita ja niiden yhdisteitä niissä esiintyy. Lähiohitus tarjoaa aikaisempaa paremman mahdollisuuden havaita myös raskaita, mahdollisesti orgaanisia molekyylejä.

Samalla saattaa selvitä suihkujen luonne: ovatko ne yksittäisiä purkauksia vai verhomaisia "seinämiä". Se auttaisi määrittämään, miten vesihöyry pääsee kuun jäisen kuoren läpi pinnalle. 

Toistaiseksi ei myöskään tiedetä tarkasti, kuinka paljon suihkulähteet syytävät hyistä ainetta avaruuteen. Se puolestaan kertoo, kuinka kauan Enceladus on ollut aktiivinen. Suihkuaako kuun sisuksista vesihöyryä vain sattumoisin juuri nyt, kun Cassini kiertää Saturnusta vai onko se jatkunut jo pidemmän aikaa? 

Englanninkielisellä videolla tutkijat kertovat ohilennon yksityiskohdista ja sen aikana tehtävistä mittauksista.

 

Tiedetuubissa on kerrottu aiemmin esimerkiksi Enceladuksen valtamerestä ja elämän edellytyksistä kuun sisuksissa.

NASAn sivuilta löytyy tietopaketti Cassinin viimeisistä Enceladuksen ohilennoista. Ensimmäinen niistä tapahtui kaksi viikkoa sitten, jolloin luotain lensi kuun pohjoisnavan ylitse 1 839 kilometrin etäisyydeltä. 

Kolmas ja viimeinen on joulun alla 19. joulukuuta. Silloin Cassinin ja Enceladuksen välinen etäisyys on pienimmillään noin 5 000 kilometriä. 

Kuvat ja video: NASA/JPL-Caltech

 

Saturnuksen "napamutterin" arvoitus ratkesi

Pe, 09/25/2015 - 06:21 By Markus Hotakainen
Saturnuksen pohjoiset napaseudut

Tai näin tutkijat olettavat. Voyager-luotainten 1980-luvun alussa ottamista kuvista löytyi jo vuosikymmeniä sitten Saturnuksen pohjoisilta napaseuduilta, noin 78. leveysasteen tietämiltä, mutteria muistuttava kuusikulmainen pilvimuodostelma. Se on ilmeisen pysyvä, sillä vuodesta 2004 planeettaa kiertänyt Cassini-luotain on pystynyt tutkimaan sitä tarkemmin.

Kyseessä ei ole mikään pilvenhattara, sillä muodostelmalla on läpimittaa 32 000 kilometriä – eli 2,5 kertaa Maan halkaisija – ja korkeutta noin 100 kilometriä. Kuusikulmio pyörii jokseenkin samalla vauhdilla kuin Saturnus ja sen reunoilla puhaltaa yli 300 kilometrin tuntinopeudella samankaltaisia suihkuvirtauksia kuin Maan ilmakehässä, mutta paljon suuremmassa mittakaavassa.

Kuvion synnystä on esitetty erilaisia teorioita, mutta tähän saakka ne eivät ole onnistuneet selittämään läheskään kaikkia sen eriskummallisia piirteitä. Nyt on melko yksinkertaisen simulaation avulla saatu jäljiteltyä todellista ilmiötä varsin hyvin. 

 

 

Mallinnuksessa keskityttiin idästä länteen kulkeviin suihkuvirtauksiin, jotka kaartuvat Saturnuksen pohjoisnavan ympäri. Kun mallissa otettiin huomioon pienet virtaukseen vaikuttavat häiriötekijät, joita vähäisemmät tuulenpuuskat ja puhurit aiheuttavat, suihkuvirtaus muotoutui vähitellen kuusikulmioksi. Lisäksi sen pyörimisliike osui jokseenkin yksiin planeetan itsensä pyörimisliikkeen kanssa. 

Merkittävässä asemassa ovat Saturnuksen utuisten pilvien tasalla, melko ohuessa kerroksessa puhaltavat tuulet. Alempana esiintyvät virtaukset puolestaan pitävät kuvion samoilla sijoillaan ja reunoiltaan tarkkarajaisena. Jos mallissa tarkasteltiin toisenlaisia ja muilla korkeuksilla puhaltavia tuulia, tulokset poikkesivat huomattavasti todellisesta muodosta: rengasplaneetan napaseuduilla näytti muotoutuvan jopa tähtimäisiä kuvioita, jollaisia ei ole havaittu. 

Raúl Morales-Juberíasin johtaman ryhmän tekemästä tutkimuksesta kerrottiin American Astronomical Societyn NOVA-sivustolla ja se on julkaistu Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

 

Enceladuksen sisuksissa velloo valtameri

Ke, 09/16/2015 - 07:32 By Markus Hotakainen
Enceladuksen valtameri

Saturnuksen jäinen kuu Enceladus suihkuttaa avaruuteen vesihöyryä ja jääkiteitä. Sen pinnan alla on oletettu olevan ainakin paikallisia vesiesiintymiä, mutta nyt näyttää siltä, että kuu kätkee sisuksiinsa kokonaisen meren samaan tapaan kuin Jupiterin Europa-kuu.

Tutkijat ovat päätyneet tähän tulokseen tarkkailemalla Enceladuksen pientä huojumista sen kiertäessä renkaiden ympäröimää jättiläisplaneettaa. Havainnot perustuvat Cassini-luotaimen tarkkoihin kuviin, joita se on välittänyt kiertäessään Saturnusta yli kymmenen vuoden ajan.

Peter Thomasin johtama ryhmä mittasi Cassinin lähettämistä Enceladuksen kuvista noin 5 800 pinnanmuodon tarkan sijainnin, ja päätyi siihen, että kuu heilahtelee asteen kymmenyksen verran kierroksensa aikana. 

Enceladuksen huojunta johtuu siitä, että se ei ole täysin pyöreä. Lisäksi se kiertää Saturnusta hieman soikealla radalla, joten sen nopeus vaihtelee. Siksi se ikään kuin vaappuu aavistuksen puolelta toiselle. Libraation perusteella Enceladuksen sisärakenteelle laadittiin erilaisia malleja, jota verrattiin kuviin perustuviin tarkkoihin mittauksiin. 

"Jos pinta ja sisus olisivat kiinni toisissaan, ytimen massa pitäisi huojunnan paljon havaitsemaamme vähäisempänä", sanoo tutkimusryhmään kuulunut Matthew Tiscareno.

Vähäisyydestään huolimatta libraatio on siis paljon suurempaa kuin sen pitäisi olla, jos Endelaksen jäinen kuori olisi lujasti ankkuroitunut sen sisempiin kerroksiin. Johtopäätös on se, että jääkuoren ja sisäosien välissä on kauttaaltaan vettä, ei ainoastaan kuun eteläisten napaseutujen alla, kuten aiemmin arveltiin. 

Tutkijoiden tehtävä ei ollut helppo. Mittauspisteet merkittiin kuviin käsityönä, mutta suuresta urakasta ei olisi ollut hyötyä, ellei Cassinin sijaintia olisi tiedetty tarkasti. Se puolestaan edellytti  luotaimen radiosignaalien seurantaa hyvin suurella tarkkuudella.

Löydöllä on merkitystä myös elämän etsinnän kannalta. Cassini-luotain kuvasi Enceladuksen hyiset suihkulähteet ensimmäisen kerran vuonna 2006. Myöhempien lähiohitusten aikana saatiin selville, että vesi on suolaista ja lopulta viime vuonna kuun gravitaatiovaikutusten perusteella pääteltiin, että eteläisten napa-alueiden alla velloo meri. Nyt siis näyttää siltä, että siinäkään ei ole vielä kaikki.

"Meren laajuus kertoo, että se on todennäköisesti hyvin vanha ja säilynyt koko kuun kattavien ilmiöiden seurauksena. Se on lupaavaa elämälle suotuisten olosuhteiden kannalta", Tiscareno arvioi.

Cassini ohittaa Enceladuksen seuraavan kerran 28. lokakuuta. Silloin se kulkee ennätyksellisen lähellä kuun pintaa, ainoastaan 50 kilometrin etäisyydellä. Luotain lentää todennäköisesti jäisen suihkun läpi ja pystyy tekemään kuun sisuksista tulevasta vedestä entistä tarkempia mittauksia.

Löydöstä kerrottiin Cornellin yliopiston, SETI-instituutin ja NASAn uutissivuilla, ja se julkaistaan Icarus-tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

 

Saturnuksen F-renkaan arvoitus ratkesi

Ma, 08/24/2015 - 08:27 By Markus Hotakainen
Saturnuksen renkaat

Aurinkokunnan toiseksi suurimman planeetan renkaat erottuvat helposti jo pienellä kaukoputkella, mutta niiden monimuotoisuus paljastui vasta luotainten välittämistä kuvista.

Vuonna 1979 Saturnuksen ohitti Pioneer 11, joka löysi päärenkaiden ulkopuolelta kapean F-renkaan. Sen leveys on vain joitakin satoja kilometrejä, ja sen hiukkasia pitää aisoissa kaksi "paimenkuuta", Prometheus ja Pandora.

Voyager- ja Cassini-luotainten tekemät, paljon tarkemmat havainnot eivät tuoneet selvyyttä F-renkaan syntyyn, ja pitkään on väitelty jopa siitä, kuinka paljon Saturnuksen koko rengasjärjestelmällä on ikää.  

Nykyisin vallitseva käsitys on, että renkaat ovat hyvin vanhat. Hyodo Ryukin ja Ohtsuki Keijin tekemän tutkimuksen mukaan F-rengas on peräisin renkaiden muinaisen syntyprosessin loppuvaiheista.

Jo miljardeja vuosia sitten syntyneissä renkaissa oli alkujaan paljon enemmän erikokoisia kappaleita kuin nykyisin. Niitä kertyi pieniksi kuiksi erityisesti renkaiden ulkoreunalle.

Cassini-luotaimen havaintojen mukaan näillä renkaiden reuna-alueiden kuilla on höttöisestä olemuksestaan huolimatta tiheä ydin. Japanilaistutkijoiden tekemien simulaatioiden perusteella F-rengas ja sen paimenkuut ovat syntyneet, kun nämä pienet kuut törmäilivät toisiinsa ja osittain hajosivat. 

Törmäysten seurauksena tiheitä ytimiä peittänyt pöly levisi avaruuteen, mutta jäljelle jääneet entistä pienemmät kuut paimensivat pölyhiukkaset kapeaksi ja tarkkarajaiseksi renkaaksi.

Tutkimustulos auttaa ymmärtämään planeettoja ympäröivien renkaiden syntyä yleisemminkin. Esimerkiksi Uranuksen kapeiden renkaiden muodostamassa järjestelmässä on paimenkuita samaan tapaan kuin Saturnuksella, joten niiden syntyprosessikin on todennäköisesti ollut samanlainen.

"Tutkimuksellamme onnistuimme osoittamaan, että Saturnuksen nykyiset renkaat kertovat planeetan kuiden synnystä ja kehityksestä", Hyodo arvioi.

Tutkimuksesta kerrottiin Koben yliopiston uutissivulla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA/JPL/Space Science Institute

Huipputarkkoja kuvia Saturnuksen Dione-kuusta

Pe, 08/21/2015 - 07:42 By Markus Hotakainen
Dionen epätasaista pintaa

Kuten Tiedetuubissa viime viikolla kerrottiin, Cassini-luotain ohitti 17. elokuuta Saturnuksen Dione-kuun viimeisen kerran lähietäisyydeltä. Maanantaisen ohilennon aikana luotaimen ja kuun välimatka oli ainoastaan 474 kilometriä ja kuvien erotuskyky oli sen mukainen, parhaimmillaan vain muutaman metrin.

Cassinin päätehtävä oli tutkia Dionen gravitaatiokenttää, joten luotaimen asento ei ollut kuvien ottamisen kannalta paras mahdollinen. Siitä huolimatta saalis on näyttävä.

"Pystyimme käyttämään hyödyksi Saturnuksesta heijastunutta auringonvaloa, joka paljasti joissakin kuvissa varjossa olevia yksityiskohtia", kertoo luotaimen tutkimusryhmään kuuluva Tilmann Denk.

Tämän jälkeen Cassini tekee enää muutaman isomman kuun lähiohituksen. Keskeisenä kohteena on geologisesti aktiivinen Enceladus, jonka ohitse luotain sujahtaa lokakuussa kahdesti ja joulukuussa vielä kerran.

Jäähyväiset Dionelle

28. lokakuuta Cassinin ja Enceladuksen välimatka jää hieman alle 50 kilometrin, ja tarkoituksena on ohjata luotain jäisen kuun pinnalta suihkuavan vesihöyryn ja jäähileiden läpi.

Joulukuisen ohilennon aikana pienin etäisyys on 5 000 kilometriä ja siitä eteenpäin vuoden 2017 lopulle saakka Cassini ei enää tule 50 000 kilometriä lähemmäs Saturnuksen kookkaita kuita. Pieniä, muodoltaan epäsäännöllisiä kuita kuten Daphnista, Telestoa, Epimetheusta ja Aegaeonia luotain sen sijaan tutkii parinkymmenen ohilennon aikana.

Cassinin ja Dionen kohtaamisesta kerrottiin JPL:n (Jet Propulsion Laboratory) uutissivuilla ja lisää kuvia löytyy täältä.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute