Miksei avaruudessa kuulu ääniä?

Ääntä ei kuulu, koska avaruudessa ei ole ilmaa tai muuta väliainetta joka välittäisi ääntä. Sieltä ei myöskään voi tulla mitään sellaista iskuaaltoa, joka saisi maapallon ilmamolekyylit värähtelemään niin että kuulisimme sen äänenä. Tieteiselokuvien räjähdykset, surinat sun muut tehokeinoina käytetyt avaruuden pörinät ovat filmintekijöiden keksintöä.

Markku Poutanen
Professori
Geodeettinen laitos

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 2/2008

Kuinka monta planeettaa ja galaksia on universumissa?

Tietämättömyytemme kosmoksesta ei oikein rohkaise antamaan tarkkoja lukuarvoja! Kaikkein ensiksi on muistettava, että näemme maailmankaikkeudesta vain pienen osan: sen, josta valo on ehtinyt meille saakka kulkeutua 13,7 miljardin vuoden aikana. Kuinka pienen? Sitä emme tiedä, mutta varovaisimpienkin arvioiden mukaan näkyvän maailmankaikkeuden ja koko kosmoksemme koon suhde on samaa luokkaa kuin Suomi verrattuna koko maapallon pinta-alaan.

Maanmittarit voivat Suomea kolmiomittauksin kartoittaessaan havaita, että maa ei ole aivan taso, vaan me elämmekin pallon pinnalla. Pinnan kaarevuudesta he voivat laskea, kuinka suuri maapallo on Suomeen verrattuna, vaikka eivät koskaan kävisi maamme rajojen ulkopuolella.

Samaan tapaan kosmologit voivat eri tavoin arvioida avaruuden kaarevuutta näkyvän universumin sisällä. Toistaiseksi ei tarkimmissakaan mittauksissa ole havaittu mitään kaareutumista, joten kosmoksen täytyy olla hyvin suuri neliulotteinen pallo, paljon suurempi kuin se siitä näkemämme osa jota yleensä sanomme maailmankaikkeudeksi. Tai sitten kosmos on todella kirjaimellisesti ääretön, laakea, kuten inflaatioteoriat näyttävät vihjaavan. Silloin kaikkea on myös ääretön määrä, tähtiä, planeettoja ja Tähdet ja avaruus -lehden lukijoita (koska kaikki pakostakin toistuu loputtomasti äärettömässä maailmankaikkeudessa).

Paras veikkaus on, että planeettakuntia on vähän joka tähden ympärillä, eli yhteensä Linnunradassa muutama sata miljardia. Näkyvässä osassa maailmankaikkeutta galakseja on kätevästi suunnilleen yhtä paljon kuin tähtiä Linnunradassa, eli satoja miljardeja.

Tietokonesimulaatiot planeettakuntien synnystä viittaavat siihen, että oma planeettajärjestelmämme ei ole kovin epätyypillinen. Eli näillä nurkilla maailmankaikkeutta on muutaman kertaluvun tarkkuudella yhteensä 10 x 1011 x 1011 = 1023 planeettaa. Suupalassa suklaata on muuten suunnilleen yhtä monta atomia.

Esko Valtaoja
Professori
Turun yliopiston Tuorlan observatorio

Lähde Tähdet ja avaruus -lehti 3/2008

Miksi tähtitieteilijät nimittävät metalleiksi monia ei-metallisia alkuaineita?

Alkuräjähdyksessä syntyi noin 25 prosenttia heliumia. Loput 75 prosenttia oli lähes kokonaan vetyä. Muita alkuaineita syntyi sitten tähdissä (ja jonkin verran myös tähtienvälisessä aineessa kosmisten säteiden vaikutuksesta).

Muun kuin vedyn ja heliumin osuus jostain aineesta kertoo, kuinka paljon kyseistä materiaa on prosessoitu alkuräjähdyksen jälkeen. Tähän tarkoitukseen tarvitaan jokin termi kuvaamaan kaikkia muita alkuaineita. Siksi on päädytty käyttämään ilmaisua metallit.

Näin on ehkä siksi, että vedystä ja heliumista seuraavat alkuaineet, litium ja beryllium, ovat metalleja, vaikka useat muut tavallisista tähdissä ja tähtienvälisessä aineessa esiintyvistä alkuaineista, kuten hiili, typpi ja happi, eivät oikeasti olekaan metalleja.

Määritelmä on siis: kaikki muut alkuaineet paitsi vety ja helium ovat tähtitieteessä metalleja. Tavallisimmin tämä käytäntö esiintyy ilmaisussa metallisuus (englanniksi metallicity), joka viittaa siihen, paljonko näitä muita aineita on. Alkuräjähdyksessä syntyi muita alkuaineita vain noin miljardisosa (pääasiassa litiumia), mikä on niin vähän, ettei siitä tarvitse tässä yhteydessä välittää.

Hannu Kurki-Suonio
Dosentti
Helsingin yliopiston fysiikan laitos

 

 

Onko galaksien välissä tähtiä tai planeettoja?

Kyllä, galaksien välillä on tähtiä ja todennäköisesti planeettojakin. Paikallisesta galaksiryhmästä, johon Linnunratakin kuuluu, ei ole kuitenkaan löytynyt "irtotähtiä". Sen sijaan suurissa galaksijoukoissa niitä näyttää olevan. Ensimmäiset löytyvät Hubble-avaruuskaukoputkella noin vuosikymmen sitten.

Suurissa joukoissa lukuisten galaksien keskinäiset kohtaamiset irrottavat tähtiä yksittäisten galaksien laidoilta niin suuria määriä, että jokunen niistä osuu kaukoputken näkökenttäänkin. Pienissä ryhmissäkin todennäköisesti on irtotähtiä, mutta niin vähän ettei niitä ole havaittu.

On lähes varmaa, että planeettakunnat seuraavat usein tähteä, joka paiskautuu ulos galaksista. Planeettojakin siis todennäköisesti on galaksien välisessä avaruudessa. Niitä ei kuitenkaan ole vielä havaittu. Planeetat voivat toki päästä vapaaksi keskustähtensä vetovoimasta. Linnunradastakin on löytynyt muutama kohde, joita epäillään tällaisiksi villeiksi ja vapaiksi planeetoiksi.

Chris Flynn
Dosentti
Turun yliopiston Tuorlan observatorio

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 1/2009

Mitä tapahtuu, jos Kuuhun törmäisi kilometriluokan asteroidi?

Itse törmäyksen osalta tilanne olisi samanlainen kuin minkä tahansa planeetankokoisen kappaleen ja asteroidin törmäys: törmäyskohtaan syntyisi karkeasti arvioiden noin 10 kertaa törmäävän kappaleen kokoa suurempi kraatteri.

Maapallolta katsottuna kiinnostavaa olisi toisaalta se, miltä törmäys näyttäisi tapahtumahetkellä ja toisaalta se, mitä törmäyksessä syntyneelle irtomateriaalille tapahtuisi.

Aloitetaan jälkimmäisestä. Tutkimukset osoittavat, että törmäyksessä irronnut materia leviäisi osittain Kuun pinnalle kraatterin ympärille, mutta osa pölystä ja kiviaineksesta (myös itse törmääjästä jäljelle jääneestä) voisi saavuttaa Kuun pakonopeutta (2,4 km/s) suuremman nopeuden ja levitä avaruuteen. (Se kuinka suuri osa todellisuudessa pakenee, riippuu pitkälti törmäävän asteroidin nopeudesta ja törmäyskulmasta.)

Simulaatioiden mukaan tästä pakenevasta aineksesta suurin osa päätyy Aurinkoa kiertäville radoille, ja hiukkasten kohtaloksi koituu törmätä lähinnä Maahan ja Venukseen seuraavien kymmenien tai satojen tuhansien vuosien aikana.

Osa pakenevasta aineksesta saattaa kuitenkin saada juuri sopivan pakonopeuden, jolloin ne voivat ajautua törmäämään suoraan Maahan. Tällöin jo muutamien kuukausien ja vuosien kuluessa voisimme päästä ihailemaan tähdenlentoina ilmakehässä palavia pölyhiukkasia sekä lähteä etsimään mahdollisesti Maan pinnalle asti selvinneitä meteoriitteja.

Törmäykset ovatkin itse asiassa todennäköinen syntyhistoria lukuisille Maasta käsin havaitsemillemme meteoreille. Kun siis katselet seuraavan kerran satunnaisia eli sporadisia tähdenlentoja, olet luultavasti katselemassa todisteita tuhansia tai miljoonia vuosia sitten jossain päin Aurinkokuntaa tapahtuneesta taivaankappaleiden törmäyksestä!

Tarkkaa kuvausta siitä, miltä itse törmäys voisi näyttää, jos sitä päästäisiin havaitsemaan suorana lähetyksenä, onkin vaikeampi antaa. Jotain osviittaa voidaan kuitenkin saada Nasan Deep Impact -luotaimen havainnoista komeetta Tempel 1:stä vuonna 2005. Ohilentoluotain havaitsi tällöin kirkkaan välähdyksen ja sitä seuranneen pölypilven muodostumisen, kun erillinen iskeytyjä törmäytettiin komeetan pintaan. Voidaan olettaa, että vastaavanlainen ilmiö voitaisiin havaita asteroidin osuessa Kuuhun.

Jenni Virtanen
Erikoistutkija
Geodeettinen laitos

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti no 7/2008

Liittyvätkö auringonpilkut maapallon jääkausiin?

Pikku jääkaudeksi kutsutun 1600-luvulla olleen kylmän kauden aikana tiedetään olleen hyvin vähän auringonpilkkuja. Tätä kutsutaan Maunderin minimiksi. Ajanjakso oli kuitenkin hyvin lyhyt varsinaisiin jääkausiin verrattuna.

Edelleenkään ei ole tiedossa mikä yhteys on ilmaston kylmenemisen ja auringonpilkkujen määrän välillä. Meillä ei ole mitään tietoa auringonpilkkujen määrästä esimerkiksi viimeisen jääkauden aikana.

Markku Poutanen
Professori
Geodeettinen laitos

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 7/2008


Miksi Kuu ei näytä pyörivän?

Kokeilepa seuraavaa koetta: pistä vaikka jalkapallo läpinäkyvään muovipussiin ja sido pussin kahvaan naru. Ala sitten pyörittää narun päässä olevaa pussia itsesi ympäri. Näet pallosta koko ajan saman puoliskon, joten mielestäsi pallo ei pyöri. Pyydä sitten kaveriasi katsomaan touhuasi hieman kauempaa. Hän väittää näkevänsä pallon joka puolelta sen tehdessä yhden kierroksen.

Pallon täytyy siis pyörähtää ympäri, muutenhan tämä ei olisi mahdollista. Samalla tavoin moukaria pyörittävä heittäjä näkee moukarista vain sen vaijerissa kiinni olevan puoliskon, mutta yleisö voi äimistellä moukaria joka puolelta.

Tilanne riippuu siitä, mistä sitä katsoo. Ajatus pyörimättömästä Kuusta on seurausta siitä, että katsomme sitä sen radan keskeltä, joten emme ole kaverisi kaltaisia ulkopuolisia tarkkailijoita. Jotta Kuu näyttäisi meistä aina samanlaiselta, sen täytyy pyörähtää yksi kierros kuukaudessa. Ellei Kuu pyörisi lainkaan eli se pysyisi aina samassa asennossa tähtien suhteen, ulkopuolinen havaitsija näkisi siitä aina saman puoliskon; sen sijaan me maalaiset näkisimme kuukauden mittaan Kuusta koko sen pinnan.

Hannu Karttunen
Dosentti
Turun yliopiston Tuorlan observatorio

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 2/2008

Milloin Marsissa esiintyi meriä?

Marsin historiassa on ollut ajanjakso tai ajanjaksoja, jolloin Mars oli riittävän lämmin ja ilmakehä tiheä niin että jopa satoja metrejä syviä meriä on saattanut esiintyä Marsin pinnalla. Arviot ajanjaksosta ja kestosta perustuvat epäsuoriin todisteisiin.

Perinteinen oletus on ollut, että Marsin lämmin ajanjakso päättyi jo yli 3 miljardia vuotta sitten, mutta luotainhavainnot ovat osoittaneet, että virtaavaa vettä on voinut olla Marsin pinnalla huomattavasti myöhemminkin. Kasvihuonekaasujen määrä, Marsin radassa tapahtuneet vaihtelut ja mahdollinen vulkaaninen toiminta ovat voineet luoda lyhytaikaisesti suotuisat olosuhteet veden esiintymiselle Marsin pinnalla.

Vettä Marsissa lienee edelleenkin runsaasti pinnanalaisena routana. Muutamat pienet valumisjäljet saattavat olla vain muutamia vuosia vanhoja, mutta niitä ei ole voitu varmasti todistaa veden synnyttämiksi.

Markku Poutanen
Professori
Geodeettinen laitos

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 2/2008

Kuinka korkea on Kuun korkein vuori?

Yksinkertainen kysymys, johon ei ole yksinkertaista eikä edes yksiselitteistä vastausta. Ongelmana on se, mistä korkeus mitataan.

Maapallolla luonteva nollataso on valtamerten pinta, joka vastaa keskimäärin niin kutsutussa hydrostaattisessa tasapainossa olevan planeetan muotoa eli likimain pyörähdysellipsoidia. Kuussa vettä ei ole, joten nollataso on määriteltävä muulla tavoin. Eri lähteissä on käytetty erilaisia määritelmiä, minkä vuoksi tiedot eivät ole suoraan vertailukelpoisia. Yleensä korkeus lasketaan tietynsäteisen pallon pinnasta, vaikka Kuu ei olekaan aivan pallon muotoinen.

Jos nollataso määriteltäisiin jonkinlaisena keskimääräisenä pintana, tulokset olisivat erilaisia. Maanpuoleisella puoliskolla on tiheitä massakeskittymiä mare-alueiden alla. Toisella puolella niitä ei ole, ja kevyempi kuorikerros on paljon paksumpi.

Kuun massakeskipiste poikkeaakin kaksi kilometriä muodon mukaan määräytyvästä geometrisesta keskipisteestä. Siksi tulokset olisivat varsin erilaisia, jos nollatasona olisi painovoiman niin kutsuttu ekvipotentiaalipinta eli pinta, jolla painovoiman kiihtyvyys on vakio. Massatihentymät aiheuttavat tällaiseen pintaan huomattavia poimuja, joten on eri asia käytetäänkö vertailukohtana täsmällistä ekvipotentiaalipintaa vai jollakin tavoin tasoitettua keskimääräistä pintaa (kuten vaikkapa kolmiakselista ellipsoidia). Tai sitten vuoren korkeus voitaisiin mitata lähimmän tasangon tasosta. Vaihtoehtoja siis riittää.

Tarkimmat korkeuksia koskevat tulokset perustuvat Clementine-luotaimen mittauksiin. Niissä nollatasona on pallopinta, jonka säde on 1737,4 kilometriä. Korkeimman ja matalimman kohdan välinen korkeusero on noin 16 kilometriä, siis lähes sama kuin Maassa. Maan puoleisen puoliskon korkeimmaksi vuoreksi mainitaan Apenniinien vuoriston Mons Huygens, jonka korkeus on 4,6 kilometriä. Toisaalta Maahan näkymättömän puoliskon pinta kohoaa monin paikoin useita kilometrejä tätä korkeammalle.

Hannu Karttunen
Dosentti
Turun yliopiston Tuorlan observatorio

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 2/2008

Uusin numero