torstai 28. huhtikuuta 2016

MERKURIUKSEN YLIKULKU 2016

Tässä vaiheessa vuotta päällimmäisenä ajatuksena ei enää ole mielessä pimeä taivas ja tähtien tuikkivat valot. Tänä vuonna toukokuu tarjoaa kuitenkin erityisen mahdollisuuden harvinaisen tapahtuman seuraamiseen. Sään ollessa kirkas, voi nimittäin oikein valmistautumalla nähdä Merkuriuksen ylikulun Auringon kiekon edestä. Merkuriuksen ylikulut ovat harvinaisia ilmiöitä. Edellisen kerran se voitiin havaita Suomessa 13 vuotta sitten. Seuraavaa kertaa ei onneksi tarvitse odottaa aivan yhtä pitkään kuin tätä, sillä marraskuussa 2019 on näkyvissä osittain näkyvä Merkuriuksen ylikulku. Miksi ylikulut ovat sitten niin harvinaisia, vaikka Merkuriuskin kulkee Auringon ja Maan välistä peräti neljä kertaa vuodessa. Syy löytyy planeettojen ratojen keskinäisestä suhteesta, sillä Merkuriuksen inklinaatio (kiertoradan kaltevuus) poikkeaa peräti 7 astetta Maan radasta. Tämän vuoksi ylikulku voi tapahtua vain tiettyjen olosuhteiden vallitessa.


Merkuriuksen ylikulku ei ole millään tavalla erityisen näyttävä ilmiö, sillä Merkurius näkyy vain pienen pienenä pisteenä Auringon pinnan edessä. Ulkonäöltään se muistuttaa pientä teräväreunaista auringonpilkkua. Muutenkin havaitsemisen haastetta lisää se, että Aurinkoa ei voi katsoa suoraan millään optisella laitteella ilman asianmukaista suojausta. Siksi ylikulkua havaitessaan kannattaa hakeutua joko asiantuntevan henkilön seuraan tai varmistaa, että omissa havaintovälineissä on oikea suojaus riskien välttämiseksi. Myös Turun Ursa tarjoaa mahdollisuuden Merkuriuksen ylikulun havaitsemiseen Iso-Heikkilän tähtitornilla, jossa käytämme aurinkokaukoputkena toimivaa 13 cm linssikaukoputkea havainnointiin. Tapahtuman aikataulu on vielä toistaiseksi avoin, mutta todennäköisesti ylikulkua pyritään havaitsemaan maanantaina 9. toukokuuta kello 17 alkaen. Ylikulun aikataulu on siinä mielessä otollinen, että sitä on käytännössä mahdollista seurata koko sen 7-tuntisen tapahtuman ajan. Ylikulku käynnistyy siis 9. toukokuuta noin kello 14:12, kun Merkuriuksen reuna koskettaa Auringon kiekkoa. Kolmen minuutin kuluttua on koko Merkurius ehtinyt jo Auringon kiekon päälle. Tästä planeetta liikkuu hiljalleen kohti toista reunaa, jonne se ennättää illalla kello 21:41. Tässä vaiheessa Aurinko on juuri laskenut horisontin taakse Turussa ja muuallakin Etelä-Suomesssa. Pitkän keston vuoksi todennäköisyys ylikulun havaitsemiseen on suhteellisen suuri jopa melko pilvisenä päivänä.

Merkuriuksen ylikulun alkuhetket vuonna 2006 kuvattuna ammattilaisten välineillä.
Image credit: Hinode JAXA/NASA/PPARC

Merkuriuksen ylikulun lisäksi toukokuussa kannattaa katsella myös planeetta Marsia, joka on oppositiossa 22.5.2016. Noin kahden vuoden välein tapahtuvat Marsin oppositiot poikkeavat toisistaan merkittävästi planeetan kiertoradan elliptisyyden vuoksi. Kiertoradan elliptisyys vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka suurena Mars näyttäytyy meille. Koko vaihtelee peräti 14 ja 24 kaarisekunnin välillä eli planeetan näennäisessä koossa voi olla eroa jopa yli 50 %. Toukokuun oppositiossa Marsin koko on parhaimmillaan hieman yli 18 kaarisekuntia. Mars tosin sijaitsee opposition aikaan matalalla Skorpionin tähdistössä, eikä nouse Etelä-Suomessakaan yli 10 asteen korkeudelle. Vuoden 2018 oppositio tulee kuitenkin Suomen kannalta olemaan vielä surkeampi, sillä silloin Mars nousee horisontista vain muutaman asteen korkeudelle. 

Avaruusteleskooppi Hubble on kuvannut punaista planeettaa, Marsia vuoden 2003 opposition aikaan.
Image credit: NASA, J. Bell (Cornell U.) and M. Wolff (SSI)

Planeetoista myös Saturnus lähestyy oppositiota (kesäkuussa) ja on varsin hyvässä asemassa havaittavaksi. Saturnus sijaitsee Käärmeenkantajan tähdistössä ja näkyy yön hämärässä melko lähellä Marsia. Myös Saturnus näkyy hyvin matalalla horisontissa, mikä vaikeuttaa sen tarkempaa tutkiskelua. Renkaat näkyvät toki jo suhteellisen helposti pienilläkin kaukoputkilla.

Myös Jupiter näkyy taivaalla illan hämärtyessä etelässä Leijonan tähdistössä.

Tarkemmat etsintäkartat ja tietoa taivaankappaleista löytyy myös Tähtitieteellisen yhdistyksen, Ursan, sivuilta: https://www.ursa.fi/taivaalla/tahtitaivas-tanaan.html

Toukokuun Kuu on täysi 22. päivä kello 00:14 eli heti keskiyön jälkeen. Uusikuu on puolestaan 6. toukokuuta kello 22:29. Kuu, Mars ja Saturnus ovat lähellä toisiaan täydenkuun loisteessa sunnuntai- ja maanantaiaamuina 22.-23. toukokuuta. Etelä-Suomen leveysasteilla voi samaan aikaan yön hämärissä tarkkaan katsoen löytää myös Skorpionin tähdistön kirkkaimman tähden, Antaresin, hyvin matalalta. 

Kuun pinnan yksityiskohtia näkee helposti jo kiikareilla tai pienellä kaukoputkella. Kuvassa selkein kraateri on noin 130 kilometriä leveä Langrenus, Kevola, Paimio, 10.4.2016.

Toukokuussa voi jo heittää hyvästit himmeämpien aurinkokunnan kappaleiden havaitsemiselle. Tämä koskee lähinnä asteroideja ja komeettoja, joita ei enää käytännössä valoisalta taivaalta voi havaita. Viime kuun ennakosta huolimatta komeetta 252P/Linear näkyi huhtikuussa poikkeuksellisen hyvin Suomessakin, eikä himmentynyt niin nopeasti kuin arvioitiin. Itse en sitä saanut kuvattua. Muitakaan havaintoja en päässyt kovin paljon tekemään. Ehkä mielenkiintoisin havaitsemani ilmiö tapahtui aivan huhtikuun lopulla, kun täysikuun ylä- ja alapuolelle ilmestyi yläpilven aiheuttama halo, kuunpilari. Kuvatessa yritin etsiä paikkaa, jossa saisin pilarin paremmin näkyviin, mutta sopivaa näköestettä ei yrityksistä huolimatta löytynyt ja sen vuoksi jouduin ylivalottamaan Kuun, jotta myös halo tuli selvästi näkyviin. 

Kuun aiheuttama haloilmiö, kuunpilari, täysikuun ylä- ja alapuolella.. Kuninkoja, Turku, 24.4.2016.
Kuvat, jos kuvan yhteydessä ei muuta mainita: © Jani Laasanen

lauantai 16. huhtikuuta 2016

KUHINAA KIERTORADALLA

Pimeiden öiden päättyminen vaikuttaa myös tämän blogin päivitystiheyteen ja aihepiireihin, kun syvän taivaan kuvat galakseineen ja muine kohteineen jäävät kesätauolle. Työkiireiden vuoksi seuraava kirjoitus ilmestynee vasta aivan kuun lopussa, jolloin asiaa on hieman harvinaisemmasta ilmiöstä, Merkuriuksen ylikulusta, joka tapahtuu 9. toukokuuta. Tällä kertaa aiheena on kuitenkin planeettamme oma kiertorata, jossa nykyään liikkuu rojua niin paljon, että ahdasta alkaa olemaan.

Kaikki, jotka taivaalle ovat joskus tarkemmin katsoneet, ovat takuulla huomanneet siellä liikkuvia kirkkaahkoja valoja, jotka hitaasti lipuvat taivaankannen ylitse, joskus jopa useampi kerrallaan. Useimmat näistä ovat satelliitteja, jotka näkyvät meille auringonvalon heijastuessa niiden pinnasta. Vaikka satelliitteja lähetetäänkin Maan kiertoradalle pääasiassa hyötykäyttöön, on niistä alkanut aiheutua jo murheitakin. Osassa Maan kiertorataa alkaa nimittäin olemaan jo suorastaan ruuhkaa. Maata kiertää tällä hetkellä lähes 20 000 suurehkoa kappaletta, jotka ovat joko satelliitteja tai niiden jäännöksiä tai kantorakettien palasia. Pienempiä palasia ja muuta avaruusromua, jotka voivat myös aiheuttaa vahinkoja muille satelliiteille, on jo lähes miljoona kappaletta. Aivan mikroskooppisen pientä tavaraa on kiertoradalla vieläkin enemmän. Vakavampien murheiden lisäksi satelliitit ovat harmillisia myös tällaiselle tavalliselle tähtikuvaajalle. Taivaan valokuvaaja voi olla varsin tyytyväinen, jos parin tunnin aikana vain yksi kuva saa mukaansa poikkeuksellisen valoviirun ohikiitävän satelliitin vuoksi. Toisaalta taivaalta löytyy myös muutamia mielenkiintoisia satelliitteja kuten kansainvälinen avaruusasema ISS tai yön pimeydessä välähtävä Iridium.

Toimivien satelliittien täyttämää avaruutta voi tutkia oheisen linkin mukaisen 3D simulaattorin kautta.


Himmeä satelliitti jättää viirun komeetatn viereen kesken kuvauksen. Kevola, Paimio, 22.8.2014.

Iridium-satelliitti välähtää yötaivaalla. Kuninkoja, Turku, 16.8.2015.
Satelliittien tarinan alusta tulee ensi vuonna kuluneeksi 60 vuotta, mutta ajatuksena jonkinlaisen kappaleen lähettäminen Maan kiertoradalle on huomattavasti vanhempi. Jo kiinalaiset kehittivät erilaisia ruutiraketteja useita satoja vuosia sitten ja heidän tarinoissaan on kuvattu jopa yritys lähettää ihminen avaruuteen raketin avulla. Länsimaisessa kirjallisuudessa avaruusmatkailua on kuvattu 1650-luvulta alkaen, kun tieteellinen vallankumous paljasti hiljalleen Maan ja avaruuden todellisen suhteen ja poistuminen Maan pinnalta tuli ajatuksena mahdolliseksi. Vakavasti otettavia ajatuksia satelliiteista on esiintynyt 1900-luvun alusta alkaen, jolloin venäläinen Konstantin Tsiolkovski kirjoitti aiheesta ensimmäisen tieteellisen julkaisun kiertoradalle siirtymisesetä tarvittavine ratanopeuslaskelmineen ja ajoaineineen. Toisen maailmansodan jälkeen alkoi Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen välinen kilpavarustelu ensimmäisen satelliitin lähettämisestä avaruuteen. Kuten tiedämme, taisto päättyi Neuvostoliiton laukaiseman Sputnik 1 luotaimen lähettämiseen 4. lokakuuta vuonna 1957. Yhdysvallat puolestaan laukaisi ensimmäisen luotaimensa, Explorer 1, avaruuteen muutamaa kuukautta myöhemmin eli 31. tammikuuta vuonna 1958. Ensimmäinen miehitetty avaruuslento tapahtui puolestaan 12. huhtikuuta vuonna 1961, kun neuvostoliittolainen Juri Gagarin kiersi Maan avaruuskapselissa. Yhdysvallat oli jälleen muutaman kuukauden perässä ja onnistui lähettämään astronautti Alan Shepardin avaruuteen 5. toukokuuta Mercury 3 lennolla. Näistä tapahtumista alkoi nykyaikainen avaruusaikakausi, jonka seurauksena satellitteja on laukaistu Maan kiertoradalle jo yli seitsemän tuhatta. Näistä toimintakuntoisia satelliitteja on nykyään lähes tuhat. Myös miehitetyt lennot ovat osa nykyistä arkea.

Nasan rakentama jäljitelmä ensimmäisestä avaruusluotaimesta Sputnik I:stä.
Image credit: NASA

Satelliitteja on laukaistu avaruuteen moniin tarkoituksiin. Nykyään yleisimmät satelliitit ovat erilaisia tietoliikennesatelliitteja, jotka palvelvat muun muassa matkapuhelinliikennettä tai vaikkapa televisio-ohjelmia. Yleisiä ovat myös suurimpien valtioiden sotilaalliset tiedustelusatelliitit, joiden toiminnan periaatteita ja yksityiskohtia ei yleensä julkaista strategisista syistä. Yleensä niitä käytetään tiedustelutarkoituksiin ja kartoituksiin muiden valtioiden tukikohdista ja joukkojen sijainneista. Myös siviilipuolella käytetään runsaasti erilaisia kaukokartoitussatelliitteja, joiden tarkoitus on kartoittaa on Maan pintaa erilaisten teemojen pohjalta. Sääsatelliitit puolestaan seuraavat esimerkiksi matalapaineiden kehitystä ja ne auttavat omalta osaltaan sääennusteiden laatimisessa.
Satelliittien kiertoradat voivat poiketa toisistaan hyvinkin paljon. Lähimmät kiertoradat saattavat olla vain hieman yli sadan kilometrin korkeudella, kun toiset puolestaan kiertävät Maata jopa 36 000 kilometrin korkeudella. Maan kiertoradalta poistuvia satellitteja kutsutaan avaruusluotaimiksi (näistä lisää toisella kertaa). Myös liikeradat Maan suhteen vaihtelevat. Osa liikkuu nopeasti ja kiertää Maan parissa tunnissa, mutta toiset taas pysyvät paikallaan Maan suhteen. Tälllaisia satelliitteja kutsutaan geostationaarisiksi satelliiteiksi.

AVARUUSASEMA ISS

Kansainvälinen avaruusasema ISS on Maata kiertävä miehitetty avaruusasema. Asemalla on ollut vähintään kahden hengen miehistö marraskuusta 2000 alkaen ja sitä on tarkoitus pitää käytössä johonkin saakka 2020-luvulle. ISS toimii useiden maiden avaruushallintojen yhteishankkeena ja on yksi suurimmista lähiavaruuden projekteista kautta historian. Aseman ensimmäinen osa saatiin kiertoradalle vuonna 1998 ja aseman piti valmistua kokonaisuudessaan vuonna 2010, mutta laajentaminen on osoittautunut varsin haasteelliseksi erityisesti taloudellisista syistä. ISS koostuu useista eri moduleista, jotka ovat kiinni toisissaan. Asumisen kannalta tärkeimmät ovat paineistetut asuinmodulit, joita on käytössä noin 10 kappaletta. Avaruusasema ISS toimii pääasiassa tieteellisenä tutkimusasemana, jossa tutkimuksen pääpaino on suureksi osaksi ollut biologisessa tutkimuksessa erilaisessa painovoimaolosuhteissa.
Noin 360 kilometrin etäisyydellä kulkeva ISS näkyy toisinaan myös Suomessa. Sen rata on kuitenkin sellainen, että parhaimmillaankin se nousee Etelä-Suomessa vain noin 20 asteen korkeudelle horisontista. Aseman kirkkaus nousee parhaimmillaan yli 0 magnitudin, joten se näkyy helposti kirkkaimpien tähtien veroisena liikkuvana pisteenä. Kooltaan se on periaatteessa niin suuri, että siitä voisi kaukoputkella näkyä jopa yksityiskohtia. Ongelmana on kuitenkin sen nopea liike, jolloin se ei pysy riittävän pitkään kaukoputken näkökentässä. Avaruusasema ISSn havaitsemiseen kannattaa käyttää Heavens aboven sivustoa, josta voi tarkistaa sen näkymisen Suomenkin taivaalla.


Kansainvälinen avaruusasema ISS kulkee eteläisessä horisontissa iltahämärässä. Kevola, Paimio, 12.8.2015.

Toinen mielenkiintoinen satelliittiryhmä katseltavaksi ovat Iridium-satelliitit. Ne ovat tietoliikennesatelliitteja, jotka kiertävät maata noin 780 kilometrin korkeudella. Niiden tehtävänä on lähinnä matkapuhelinliikenteen välittäminen. Nykyään järjestelmään kuuluu 66 satelliittia, joiden lisäksi ryhmään kuuluu joukko varasatelliitteja. Satelliitit kiertävät Maata erilaisilla ratatasoilla, jotta niiden palvelut olisivat käytettävissä kaikkialla maapallolla. Satelliitit ovat melko pieniä, vain joidenkin metrien läpimittaisia, mutta niiden kiinnostavin ominaispiirre ovat kolme suurta peilimäistä tietoliikenneantennia, jotka aiheuttavat kirkkaita välähdyksiä Maan pinnalle. Välähdykset voivat olla kirkkaudeltaan jopa – 8 magnitudia eli selvästi kirkkaampia kuin esimerkiksi kirkkain planeetta Venus. Pimeässä tapahtuva yllättävä välähdys onkin todennäköisesti hämmentänyt monia satelliiteista tietämättömiä. Koska satelliitteja on useita, tapahtuu myös Suomen taivaalla lähes joka yö kirkkaita välähdyksiä. Normaalisti Iridium-satelliitti ei näy paljain silmin. Iridiumin välähdyksen kesto on yleensä noin minuutin, johon kuuluu kirkastumisvaihe, maksimi ja hiipuminen. Kirkastuminen on aluksi hidasta ja voimistuu lähellä maksimia, joka kestää muutamia sekunteja. Tämän jälkeen satelliitti himmenee jälleen hitaasti ennen katoamistaan. Myös Iridiumin välähdyksien aikataulut löytyvät Heavens aboven sivuilta (ks. linkki edellisessä kappaleessa).


Iridium-satelliitti kirkastuu kotipihan omenapuun päällä loppukesän yönä Turussa. Kuninkoja, Turku, 17.8.2014.

Lopuksi aiheeseen kuulumaton ja todennäköisesti kevään viimeinen syvän taivaan kuva pallomaisesta tähtijoukosta Messier 3 Ajokoirien tähdistössä.

Pallomainen tähtijoukko Messier 3 sisältää jopa 500 000 tähteä. Kevola, Paimio, 13.4.2016.

Kuvat, ellei kuvan yhteydessä toisin mainita: © Jani Laasanen
 

lauantai 9. huhtikuuta 2016

MAAILMANLOPUN MEININKIÄ

Koko ihmiskunnan olemassaolon historia on täynnä mitä moninaisempia maailmanlopun ennustuksia. Useimmat uhkat perustuvat varsin epämääräisiin oletuksiin ja yksittäisten henkilöiden tulkintoihin maailmasta ja sen tapahtumista. Nykyään maailmanlopun ennustuksiin näytetään käytettävän paljon vanhoja kirjoituksia ja tekstinpätkiä, joita on helppo irrottaa asiayhteydestään. Toki nykyaika on tuonut tullessaan myös moderneja maailmanlopun ennustuksia, jotka kuvaavat erityisesti omaa aikaamme. Maailmanlopuissa kuvataan usein vain ihmiskunnan tuhoa, mutta kosmologisessa mielessä voisi olla mielekkäämpää tarkastella asiaa koko elämän kannalta. Tällä kertaa en käy läpi lainkaan ihmisen aiheuttamia maanpäällisiä uhkia ilmastonmuutoksesta ydinkatastrofeihin tai luonnonmullistuksia jääkausista supertulivuoriin, vaan keskityn Maan ulkopuolelta tuleviin uhkiin. Vaikka kyseiset uhkat ovatkin pääasiassa hyvin kaukaisia tai epätodennäköisiä, liittyvät ne kuitenkin tavalla tai toisella moniin kiinnostaviin tähtitieteellisiin kysymyksiin. Sitä paitsi tulemme paljon todennäköisemmin itse aiheuttamaan omat katastrofimme jo lähitulevaisuudessa ”viisautemme” ansiosta, mutta eipä siitä nyt tällä erää sen enempää. Kaiken kaikkiaan olemme ihmiskuntana vielä varsin haavoittuvia taivaallisten katastrofien osalta ja kuljemme tällä hetkellä elämäämme eteenpäin niin sanotusti kaikki munat samassa korissa.

ASTEROIDIT JA KOMEETAT


Kaikki varmasti muistavat lukeneensa tai kuulleensa dinosaurusten tuhosta. Useimmat tietävät myös, että tapahtuma aiheutui mitä todennäköisimmin asteroidin tai komeetan törmäyksestä lähelle nykyisen Meksikon aluetta. Saapuneen kappaleen kooksi on arvioitu yli kymmenen kilometriä. Suurinta tuhoa ei aiheuttanut varsinainen törmäys, vaan sen jälkivaikutukset eli kuuma paineaalto ja sitä seurannut maailmanlaajuinen tulipalo. Tulipalojen seurauksena ilmakehään noussut pöly ja noki pimensivät taivaan kymmeniksi vuosiksi, josta seurasi puolestaan ilmaston kylmeneminen. Näinkään suuren kappaleen törmäyksen seurauksena elämä ei kuitenkaan kärsinyt merkittävästi, vaan esimerkiksi pienet nisäkkäät, linnut, kalat ja hyönteiset jäivät pääosin henkiin. Dinosaurukset tappaneen asteroidin osuma ei ole mitenkään ainutlaatuinen tapahtuma. Paljon pienempiä törmäyksiä tapahtuu jatkuvasti kuten 15. helmikuuta vuonna 2013 Tseljabinskissä Venäjällä, jossa noin 15-20 metrin kokoinen asteroidi aiheutti lähes 1000 ihmisen loukkaantumisen (näistä suurin osa tosin johtui paineaallon rikkomista ikkunoista). Mitä tästä sitten voidaaan päätellä ihmiskunnan ja kaiken elämän kannalta? No, ainakin asteroidin koko vaikuttaa selvästi tuhon laajuteen eli voimme olettaa, että noin 20-30 metrin asteroidi tuskin aiheuttaa muuta kuin ”vähäistä” paikallista vahinkoa, kun puolestaan 10 kilometrin asteroidi hävittäisi lähes varmasti koko ihmiskunnan, mutta toisaalta ei läheskään kaikkea elämää Maan pinnalta.

Yksi suurimmista asteroideista on yli 500 kilometrin kokoinen Vesta. Sen rata ei kuitenkaan leikkaa Maan rataa eli emme ole vaarassa sen suhteen.
Image credit: NASA
Aloitetaan vaikutusten arviointi ensin pienistä kivistä eli sanotaan vaikka noin 50-100 metrin kokoisista asteroideista, jotka törmätessään aiheuttasivat varmasti kohtalaista paikallista tuhoa. Tämän kokoisia asteroideja osuu Maahan noin 1 000 vuoden välein eli melko usein. Viimeisin tunnettu tämän kokoluokan törmäys lienee tapahtunut 30. kesäkuuta vuonna 1908, kun Siperian Tunguskassa tapahtui erittäin voimakas räjähdys, joka tuhosi käytännössä kaiken puuston 40 kilometrin säteellä. Osuma tapahtui asumattomalla ja syrjäisellä seudulla, joten vaikutukset olivat erittäin vähäisiä. Ilmakehässä havaittiin kuitenkin selvää vaalentumista lähes koko pohjoisella pallonpuoliskolla viikkojen ajan. Tämän kokoluokan asteroidit eivät siis aiheuta uhkaa ihmiskunnalle, mutta ne ovat siitä ikäviä, että niitä on paljon ja ne on hyvin vaikea löytää taivaalta ennen kuin sattuvat niskaamme putoamaan. Suurempia eli noin 100 – 500 metrin läpimittaisia asteroideja on onneksi jo selvästi vähemmän ja niiden osumistiheyden suhteen puhutaan jo kymmenistä tuhansista vuosista. Tämän kokoisista törmäyksistä on hyvin vähän tietoa, sillä niistä jää loppujen lopuksi vain vähän jälkiä Maan pinnalle pitkäksi aikaa. Mahdollisesti tämän kokoluokan asteroidien aiheuttamia kraattereita tunnetaan ainakin Argentiinasta ja Intiasta joidenkin kymmenien tuhansien vuosien takaa. Tämän kokoisen asteroidin tuhovoima on kuitenkin jo suuri ja vaikutukset ulottuisivat ainakin keskikokoisen valtion alueelle, jos törmäys tapahtuisi. Myös ilmastovaikutukset muuttaisivat säätä koko maapallolla vuosien ajaksi. Erittäin suuresta tuhosta voidaan kuitenkin puhua vasta, kun asteroidien koko ylittää 500 metriä. Maan rataa risteävillä radoilla niitä on kuitenkin melko vähän. Esimerkiksi yli kilometrin kokoisia asteroideja, jotka risteävät Maan radan kanssa, arvioidaan olevan noin tuhat ja niistäkin on löydetty jo noin 90 %. NASAn ylläpitämän asteroidien havaitsemisohjelman (NEO) tavoitteena onkin kartoittaa kaikki yli kilometrin kokoiset kohteet sekä lisäksi vähintään 90 % yli 140 metrin asteroideista. Toistaiseksi löydetyistä asteroideista yksikään ei näyttäisi osuvan meihin seuraavaan tuhannen vuoden kuluessa. Erittäin suurien asteroidien törmäysväleissä puhutaan muutenkin yleensä miljoonista vuosista. Viimeisin suuri asteroiditörmäys on todennäköisesti tapahtunut noin 800 000 vuotta sitten Australiassa tai Kaakkois-Aasiassa mikäli alueelta tehdyt meteoriittilöydöt ja niiden ajoitus pitävät paikkaansa. Tällöin kyseessä on luultavasti ollut noin 500 – 1 000 metrin kokoinen asteroidi. Asteroidien jatkuvan kartoituksen vuoksi törmäyksen ennakointi antaa meille hyvän suojan tulevaisuuden varalle. Sitä ennen täytyy vain keksiä tekniikka, jolla meitä kohti tulevan kiven rataa saadaan muutettua riittävästi.

Lähiasteroideista löytyy runsaasti tietoa Nasan sivuilta osoitteesta:

Tulevaisuudessa suuremman törmäysuhan muodostavatkin komeetat, jotka saapuvat aurinkokunnan sisäosiin yllättäen ja aikaa niiden torjumiseen jää huomattavasti vähemmän. Vaikka komeetat ovatkin harvempaa ainetta, on niiden nopeus ja tuhovoima kuitenkin täysin riittävä aiheuttamaan suurta tuhoa Maan pinnalla. Vaikka historiallisia tietoja komeettojen törmäyksistä ei olekaan, ei uhkaa voi pitää oikeastaan edes vähäisenä. Esimerkiksi 19. lokakuuta komeetta C/2013 A1 Siding Spring ohitti Marsin vain 130 000 kilometrin päästä, joka on vain noin 1/3 Maan ja Kuun välisestä etäisyydestä. Tunnetuista ohituksista lähinnä Maata on puolestaan käynyt niin sanottu Lexellin komeetta vuonna 1770, jolloin se ohitti Maan hieman yli 2 miljoonan kilometrin päästä. Vuonna 1994 maailma sai seurata, kun komeetta Shoemaker-Levy hajosi ja kohtasi Jupiterin pinnan useana kappaleena. Erikokoisia törmäyksiä tapahtuu siis Maan iän mittakaavassa hyvin usein. Ei ole siis mitään syytä olettaa, että saisimme tulevaisuudessa olla rauhassa aurinkokuntaan kuuluvilta muilta kappaleilta. On kuitenkin hyvin epätodennäköistä, että kappale olisi niin suuri, että se hävittäisi kaiken elämän Maan päältä. Ihmiskunnan kannalta voisi kuitenkin olla suotavaa siirtää muutama kananmuna siitä korista hieman toiseen paikkaan aurinkokunnassamme.

Komeetat voivat olla myös vaarallisia, vaikka ne upeita näkyjä ovatkin. Kuvassa komeetta C/2011 L4 PanStarrs, Kuninkoja, Turku, 17.3.2013.

SUPERNOVAT JA GAMMAPURKAUKSET

Aurinkokuntamme ulkopuolinen avaruus näyttää päällisin puolin vakaalta ja rauhalliselta. Totuus on kuitenkin toinen ja myös siellä voi tapahtua katastrofeja, jotka vaikuttavat elämään maapallolla. Merkittävimmän yksittäisen uhan kauempaa avaruudesta lähitulevaisuudessa muodostanee massiivisen tähden elämän päättyminen super- tai hypernovana. Syynä on räjähdyksissä muodostuva röntgen- ja gammasäteily, jotka Maan ilmakehään osuessaan aiheuttavat otsonia tuhoavan kemiallisen reaktion ja käynnistävät myrkyllisten typpioksidien muodostumisen. Supernovien tulee kuitenkin olla melko lähellä aurinkokuntaamme, jotta niistä jotain havaittavaa harmia olisi. Turvallinen suojaetäisyys on arviolta noin 100 valovuotta, eikä näin läheltä ole tiedossa yhtään hyvää kandidaattia supernovaksi. Turvallinen etäisyys riippuu kuitenkin jonkin verran supernovan tyypistä. Yksi lähiaikojen supernova tulee olamaan paljain silmin Orionin tähdistössä näkyvä kirkas punainen ylijättiläinen, Betelgeuze, joka sijaitsee noin 600 valovuoden päässä. Vaikka se tulee räjähtäessään näkymään päivätaivaalla, ei se aiheuta minkäänlaista vaaraa Maan asukkaille. Jonkin verran vaarallisempi tähti saattaa olla 150 valovuoden päässä sijaitseva IK Pegasi, joka on kaksoistähtijärjestelmä, jonka toinen osapuoli on valkoinen kääpiö. Kun sen seuralainen kasvaa jättiläistähdeksi, alkaa sen kaasukehä siirtymään valkoiseen kääpiöön, jonka seurauksena kääpiön massa alkaa kasvaa. Massan saavutettua kriittisen pisteen, tulee se räjähtämään supernovana. Laskelmien mukaan tässä vaiheessa myös IK Pegasi on loitonnut aurinkokunnastamme niin paljon, että sen räjähdys ei aiheuta vaaraa.

Supernova erottuu kirkkautensa ansiosta tähtimäisenä kohteena helposti galaksista Messier 82. Iso-Heikkilä, Turku, 21.1.2014.

Hypernova on supernovaa huomattavasti voimakkaampi räjähdys, joka aiheutuu äärimmäisen massiivisen tähden räjähdyksestä. Hypernovan tapahtuessa syntyy sen yhteydessä tähden napa-alueille voimakas plasmasuihku, joka säteilee hetkellisesti erittäin voimakkaasti gammasäteilyä. Mikäli tällainen keilamainen suihku suuntautuu Maata kohti, on sen tuhovoima hyvin suuri jopa 8 000 valovuoden päähän. Toistaiseksi tällä etäisyydellä sijaitsee kaksi hypernovaehdokasta, joista tunnetumpi on eteläisellä pallonpuoliskolla näkyvä kaksoistähtijärjestelmä Eta Carinae. Tähdet muodostavat yhden Linnunratamme suurimmista tähtijärjestelmistä, jonka massa on noin 120-kertainen Aurinkoon verrattuna. Järjestelmässä tapahtuvat muutokset viittaavat siihen, että toinen sen tähdistä on hyvin pian räjähtämässä hypernovana. Eta Carinae sijaitsee noin 7 500 valovuoden päässä, mutta tähtien pyörimissuunta on sellainen, että syntyvä keila suuntautuu selvästi meistä poispäin. Sen suhteen olemme siis varsin hyvässä turvassa. Toinen hypernovaehdokkaista on puolestaan Jousimiehen tähdistössä sijaitseva WR 104 ja sen aiheuttama uhka on selvästi suurempi, sillä gammapurkaukesn mahdollinen keila saattaa suuntautua melko lähelle aurinkokuntaamme. Laskelmissa on kuitenkin niin suuri virhemarginaali, että riskin todennäköisyyttä on vaikea arvioida. Myös WR 104 sijaitsee noin 7 500 valovuoden päässä meistä kuten Eta Carinaekin. Vaikka todennäköisyys kummankin hypernovaehdokkaan aiheuttamasta tuhosta on pieni, ei uusien ehdokkaiden ilmaantumista voi missään tapauksessa sulkea pois tulevista riskitekijöistä ihmiskunnalle. Gammapurkauksia voi syntyä myös muilla tavoin, mutta tästä ehkä lisää jokin toinen kerta. Laskennallisesti on kuitenkin osoitettu, että jonkinlainen gammapurkaus vaikuttaisi Maahan jopa viiden miljoonan vuoden välein. Yksi merkittävimmistä saattaa olla 440 miljoonaa vuotta tapahtunut joukkosukupuutto, mutta todistusaineistoa tästä on huomattavan vaikea kerätä. Uusimpien tutkimusten mukaan myös hieman yli tuhat vuotta sitten saattoi Maahan osua kohtuullisen voimakas gammapurkaus, joka on todettu tietyn tyyppisten isotooppien pitoisuuksista puiden vuosirenkaista.

Eta Carinaen kaksoistähteä ympäröi kaasupilvi, joka syntyi tähden vuoden 1840 suuressa purkauksessa.
Credits: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team

MULLISTUKSIA AURINKOKUNNASSA

Yksi säännöllisistä pelottelun aiheena olevista kosmisista katastrofeista on toisen tähden tai mustan aukon saapuminen oman aurinkokuntamme sisäosiin. Varsinaiset tähtien törmäykset ovat kuitenkin äärimmäisen harvinaisia tapahtumia, eikä yhtään sellaista ole havaittu suoraan. Tähtiä sulautuu kuitenkin toisiinsa lähinnä kaksois- ja moninkertaisissa tähtijärjestelmissä, jolloin ne luonnollisesti aiheuttavat mullistuksia lähiympäristössään. Myös Linnunradan keskustassa ja pallomaisissa tähtijoukoissa tähtitiheys saattaa riittää kahden tähden törmäämiseen tai yhteen sulautumiseen. Arviolta kaksi tähteä törmää Linnunradassamme toisiinsa keskimäärin muutamien miljardien vuosien välein. Törmäystiheyttä ei juuri tule muuttamaan edes muutaman miljardin vuoden kuluttua tapahtuva Andromedan galaksin ja oman Linnunratamme yhteen sulautuminen, jonka seurauksena tapahtuu noin 1 tai 2 tähtien ylimääräistä törmäystä. Ylimääräisen tähden tai planeetankin ilmestyminen aurinkokuntaamme voi vaikuttaa meihin lähinnä kahdella tavalla. Yksi mahdollinen kohtalo on tietysti suora törmäys tai suistuminen tähden sisuksiin, jolloin Maasta ei kovin paljon jäljelle jäisi. Toinen ja todennäköisempi vaihtoehto olisi aurinkokunnan nykyisten planeettojen suistuminen radaltaan, jolloin voisimme sinkoutua vaikkapa tähtienväliseen avaruuteen. Planeettojen ratamuutoksia voi tosin tapahtua muutenkin ja onpa nykyään laskettu, että nykyisen aurinkokuntamme planeettajärjestys on aikanaan edellyttänyt ainakin yhden ylimääräisen planeetan olemassa oloa. Tämä planeetta olisi aurinkokunnan synnyn mullistuksissa sitten linkoutunut tähtienväliseen avaruuteen. Onneksi tuo planeetta ei ollut omamme. Nykyisten planeettojen ratojen arvioidaan olevan melko vakaita ainankin seuraavat muutama miljardi vuotta. Mustien aukkojen törmäyksen tai kohtaamisen suhteen tilanne on vieläkin parempi, sillä ne ovat erittäin paljon harvinaisempia kuin tavalliset tähdet ja todennäköisyys sellaisen ajautumisesta aurinkokuntaamme on käytännössä vähemmän kuin olematon. Tämän uhkan voinee siis hyvällä omallatunnolla sulkea pois meitä uhkaavien vaarojen listalta.

Kohtaaminen Andromedan galaksin kanssa ei juuri vaikuta aurinkokunnan tapahtumiin. Kevola, Paimio, 30.9.2014.

VIERAAT SIVILISAATIOT

Elokuvateollisuudessa suosituin Maan ulkopuolinen uhka on aivan ehdottomasti vieraan sivilisaation saapuminen. Elokuvissa me Maan asukkaat keksimme kuitenkin aina keinon, jolla vieraat saadaan kukistettua tai karkotettua. Todellisuudessa tilanne olisi kuitenkin hyvin todennäköisesti aivan toinen. Sivilisaatio, joka olisi kehittänyt keinon tähtienväliseen matkustamiseen, olisi nimittäin aivan toisella tasolla teknologisen kehityksen suhteen. Ongelmia syntyisi lähes varmasti, vaikka vieraat olisivat liikkeellä rauhanomaisin aikein. Mahdollisia uhkia olisi siis useita. Virukset ja bakteerit voisivat poiketa merkittävästi omasta ympäristöstämme, eikä moraalikaan välttämättä tarkoita kahden erilaisen sivilisaation keskinäisessä kanssakäymisessä ollenkaan samanlaisia asioita. Maassa tapahtuneen teknologisen kehityksen perusteella voisi pitää myös hyvinkin mahdollisena, että saapuvat vieraat olisivat jopa tekoälyyn pohjautuvia koneita, joiden käyttäytymistä ohjaavat aivan muut kuin meille niin tärkeät tunneperäiset asiat. Joku on ehkäpä lukenut tai kuullut joskus niin sanotusta von Neumannin koneista. Koneista, jotka tekevät itsestään loputtomasti kopioita, jotka tekevät taas itsestään kopioita ja niin edelleen. Tämän tyyppinen maailmankaikkeus on esitetty kiinnostavassa Alastair Reynoldsin trilogiassa – Ilmestysten avaruus, Lunastuksen arkki ja Sovituksen kuilu. Suosittelen luettavaksi, mikäli et ole kirjailijaan aikaisemmin tutustunut. Toisaalta koneellisen tekoälyn tyyppinen leviäminen tapahtuisi Linnunradan laajuisesti erittäin nopeasti (noin muutamia miljoonia vuosia), eikä näin ole toistaiseksi käynyt, vaikka Linnunratamme ikä on jo noin 10 miljardia vuotta.

Jotkut kaukaiset galaksit muistuttavat erehdyttävästi legendaarisia lentäviä lautasia. Kevola, Paimio, 27.3.2016.

UNIVERSUMIN ROMAHDUS

Myös fysiikan kehittyminen on johtanut teorioihin uusista mahdollisista katastrofeista, joihin voisimme aikanaan päätyä. Yksi näistä on tuntemamme maailmankaikkeuden romahtaminen, joka johtuisi Higgsin kentässä tapahtuvasta muutoksesta. Tällaisessa tapauksessa kaikki maailmankaikkeuden hiukkaset muuttuisivat miljooonia miljardeja kertaa painavimmiksi, jolloin lisääntynyt massa puristaisi kaiken aineen supertiheäksi kappaleeksi. Muutos voi periaatteessa tapahtua missä päin maailmankaikkeutta tahansa, josta se leviäisi valon nopeudella joka puolelle maailmankaikkeutta ilman, että edes tietäisimme näin tapahtuneen (ennen kuin muutos saavuttaisi meidät). Romahdusta voisi kuvailla esimerkillä alijäähtyneen (alle 0 astetta) veden jäätymisestä. Kun alijäähtynyt vesi on hyvin puhdasta, eikä se sisällä mitään epäpuhtauksia, voi vesi pysyä nestemäisenä jopa -10 asteeseen saakka. Kuvitellaan tällainen vesi äärimmäiseen puhtaaseen lasiin, jolloin vesi pysyy edelleen nestemäisenä. Kun veden pintaa koskettaa vaikka vain kynän kärjellä, jäätyy koko lasillinen vettä hetkessä kiinteäksi. Samalla periaatteella toimisi siis muutos Higgsin kentässä. Teoria on tietysti vain teoria, eikä sen osoittaminen todelliseksi uhkaksi ole kovin helppoa. Lisätietoa asiasta löytyy esimerkiksi Tähdet ja Avaruus lehden verkkosivuilta.



AURINGON ELÄMÄN PÄÄTTYMINEN

Edellä mainitut uhkat voivat pahimmillaan toteutua käytännössä koska tahansa. Ja vaikka näistä kaikista sudenkuopista onnistuisimmekin tulevina vuosina selviämään hengissä, odottaa meitä tulevaisuudessa varma tuho täällä Maan pinnalla. Sen tuojana on nykyisen elämämme lähde, Aurinko. Nykyisen tiedon perusteella voimme pitää käytännössä varmana asiana, että Aurinko tulee aikanaan laajenemaan punaiseksi jättiläistähdeksi. Tämän suhteellisen lyhyen vaiheen jälkeen se puhaltaa ulkokerroksensa avaruuteen ja jäljelle jää tiivis ydin eli valkoinen kääpiö. Arvioitu aikataulu tähän vaiheeseen on noin 5 miljardia vuotta eli aikaa on vielä varsin reilusti. Tapahtuma ei kuitenkaan ole aivan äkillinen, vaan Aurinko on alkanut kulkea kohti kehityksensä tuota pistettä jo syntymästään saakka. Sen säteily on kasvanut ja kasvaa jatkuvasti, kun poltettavan vedyn määrä vähenee jokaisen fuusion myötä. Arviolta jo noin miljardin vuoden kuluttua Auringon säteily on niin voimakasta, että elämä Maan pinnalla käy mahdottomaksi. Maa ei enää sijaitsekaan aurinkokunnan kultakutrivyöhykkeellä eli elinkelpoisella alueella. Muutumme nykyisen Venuksen kaltaiseksi tuliseksi pätsiksi. Tässä vaiheessa viimeistään on ihmisten poistuttava omalta planeetaltamme aurinkokunnan muihin osiin. Parhaita paikkoja lienevät tuossa vaiheessa Mars, ehkäpä osa asteroideista ja eräät suurten planeettojen kuut. Nämäkään eivät tietysti takaa turvapaikkaa loputtomiin ja viimeistään Auringon hiljalleen viilentyessä valkoisena kääpiönä, on mahdollisesti jäljelle jääneiden jälkeläistemme lähdettävä matkaan vielä kauemmas.

Laajeneva Aurinko muuttaa maiseman tulevaisuudessa punaiseksi kuten nykyään iltaruskon aikaan. Kuninkoja, Turku, 19.7.2014.

MAAILMANKAIKKEUDEN KOHTALO

No, jos nyt lopuksi vielä oletetaan, että olemme ihmiskuntana selvinneet kaikista mahdollisista katastrofeista, Auringon kuolemasta ja hypernovista. Olemme kenties tehneet itsestämme teknologian ja biologian avulla koko Linnunrataan levittäytyneitä olentoja. Olisimme lähes täydellisiä. Silti aikanaan tulee eteen haasteista suurin, koko maailmankaikkeuden kohtalo. Ennusteet ovat äärimmäisen synkkiä ja käytännössä kaikki vaihtoehdot päättyvät tuhoon, olimmepa olleet kuinka eteviä tahansa muiden katastrofien kanssa. Onneksi emme tunne kaikkia mahdollisia tulevaisuuden näkymiä, mutta nykyisen tiedon valossa vaihtoehdot ovat lähinnä seuraavat.
Joitakin vuosikymmeniä sitten pidettiin lähes varmana, että alkuräjähdyksen aiheuttama avaruuden laajeneminen lakkaa ja materia alkaa gravitaation vaikutuksesta pyrkiä uudelleen kohti samaa pistettä. Tapahtuisi käytännössä käänteinen alkuräjähdys, jossa maailmankaikkeus romahtaisi omaan singulariteettiinsa. Vuosituhannen vaihteessa tehtiin kuitenkin hämmästyttäviä havaintoja, joiden johtopäätös oli, että maailmankaikkeuden laajeneminen ei hidastukaan. Sen sijaan se laajenee ja tekee sitä yhä kiihtyvällä vauhdilla. Jatkuvasti laajenevan maailmankaikkeuden ominaisuudeksi tulisi lopulta niin sanottu lämpökuolema. Universumin lämpötilaerot tasoittuisivat, eikä vapaata energiaa olisi enää minkäänlaisen informaation, kuten valon tai säteilyn siirtoon. Laajentuminen tarkoittaisi aluksi uusien tähtien syntymän lakkaamista ja aikanaan myös niiden sammumista. Lopulta jäljellä olisi enää vain mustia aukkoja, jotka nekin lopulta katoaisivat pois. Kiihtyvän laajentumisen syyksi arvioitu pimeä energia voi toisaalta tarjota toisenkin mahdollisuuden laajentuvalle maailmankaikkeudelle. Asian ymmärtämiseen vaaditaan hieman perehtymistä pimeään energiaan, mutta lyhykäisyydessään tulevaisuus kulkisi seuraavaan suuntaan. Pimeä energia saa aikaan kiihtyvän laajentumisen, koska sillä näyttäisi olevan negatiivinen paine (gravitaation vastakohta). Tämän vuoksi maailmankaikkeuden laajentuessa myös pimeän energian määrä kasvaa ja laajentuminen kiihtyy entisestään. Lopulta edes galaksien ja tähtien vetovoima ei estä pimeää energiaa repimästä kaikkea hajalle. Jopa atomit hajoavat kappaleiksi. Näyttäisi siis siltä, että tulevaisuus tulee olemaan hyvin synkkä, vaikka kuinka onnistuisimme luovimaan ihmiskunnan ja sen jälkeläiset mahdollisten katastrofien läpi. Erilaisten teorioiden mukana on kuitenkin olemassa mahdollinen porsaanreikä. Ehkäpä maailmankaikkeutemme ei olekaan ainutlaatuinen. Samalla tavalla kuin aikaisemmin oletimme Maan olevan kaiken keskipiste ja muuttumaton, niin miksi universumit eivät voisi muodostaa laajempaa kokonaisuutta, multiversumia. Viime vuosikymmeninä useat teoriat niin kvanttimekaniikan kuin kosmologian puolelta antavat jopa viitteitä, että ajatus ei ole edes kovin epätodennäköinen. Haasteita varmasti tulisi universumista toiseen siirryttäessä, mutta ajatuksena se antaa kuitenkin enemmän toivoa kuin kaiken romahtaminen tai ikuinen kylmyys. Eikä asia tietenkään meidän kannaltamme ole edes oleellinen, kunhan nyt vain selviäisimme seuraavien vuosikymmenien ajan asteroideilta, komeetoilta, supertulivuorilta, vallan ottavalta tekoälyltä, ilmastonmuutokselta, ydinkatastrofilta, muilta ympäristökatastrofeilta, ebolalta ja muutamalta diktaattorilta.

Summa summarum: Tämän kirjoituksen tarkoituksena oli tuoda esiin erilaisia todennäköisiä ja epätodennäköisiä Maan ulkopuolelta tulevia uhkia ja asettaa niitä tiettyyn perspektiiviin. Jokaisen sukupolven todennäköisyys kohdata mikä tahansa näistä uhkista on hyvin pieni. Toisaalta joku sen lottovoitonkin aina saa. Ainoa varmasti toteutuva asia edellä mainituista on Auringon laajentuminen ja Maan muuttuminen elinkelvottomaksi miljardin vuoden kuluttua. Sitä ennen Maahan osuu takuulla myös suuri asteroidi tai komeetta, joka tulee aiheuttamaan merkittävää tuhoa. Kuinka paljon, riippuu siitä miten olemme siihen varautuneet. Toisaalta voimme siihen mennessä olla jo kadonneet Maan pinnalta omien töppäilyjemme ansiosta. Niin tai näin. Pahimman sattuessa Maalla ja evoluutiolla on vielä aikaa muutamia kertoja yrittää uudestaan. Eihän dinosaurusten ajastakaan ole kuin 65 miljoonaa vuotta ja tässä me nyt vain olemme. Vajaan miljardin vuoden aikana luonto ehtii hyvin tehdä vielä muutaman uuden kokeilun. Näin ihmisenä toivoisin kuitenkin oman sukumme jatkuvan ja järjen äänen voittavan monien asioiden suhteen, vaikka toisaalta välillä tekomme ja toimintamme näyttävätkin täysin järjettömiltä. Vielä emme ole kovin valmiita.

Vain kaksi asiaa ovat äärettömiä – universumi ja ihmisten typeryys, enkä ole ensimmäisestä aivan varma”. - Albert Einstein

Kuvat, ellei kuvan yhteydessä toisin mainita: © Jani Laasanen