Lisää ajatuksia aisteista

3.5.2014 klo 10.00, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Vappu oli ja meni. Moni sai kokea gravitaation vaikutuksen. Ilmapallo karkasi taivalle, naapurin sampanja lensi kaaressa jonkun ylioppilaslakin päälle. Useimmat toivottavasti pysyivät tolpillaan eivätkä kaatuilleet. Suunta ylös ja alaspäin oli kuitenkin ainakin enimmäkseen useilla täysin selvänä. Voisimmeko siis sanoa että oikeastaan aistimme gravitaation suunnan. No joo, kyllähän se näin on. Tai oikeastaan aistimme pään asentomme sisäkorvan nestetäytteisillä tasapainoelimillä.

Gravitaation suunnan aistiminen on hyödyllistä – niinpä eläimet aistivat sen. Aivottomilla hyöneteisilläkin on elin jolla ne tuntevat kiihtyvyyden ja gravitaation suunnan. Kasvitkin kasvattavat juurensa alaspäin ja sirkkalehtensä ylös vaikka niitä kasvatettasiin pimeässä.

Gravitaation suunnan aistiminen voi mennä sekaisin jos päätä ”myllätään” esimerkiksi ison valtameren aallon sisällä tai muutenkin veden alla. Se voi kokea kovia huvipuiston härveleissä joissa kiihtyvyydet vaihtelevat nopeasti eri suuntiin tai sitten pienkoneiden kyydissä. Toisaalta jos gravitaation g-voimat katoavat, menee gravitaation tuntemus sekaisin. Tämän voi huomata vapaan pudotuksen tilassa tai Maan kiertoradalla kansainvälisellä avaruusasemalla, jossa ihmiset leijuvat, kasvien kasvu häiriintyy selvästi tai kalat uivat mitä erilaisimmissa asennoissa – vaikka toki maallisissa vesissä on myös ylösalaisin uivia kaloja.

On mielenkiintoista että joissakin bakteereissa on kiteitä joiden avulla ne ”tietävät” gravitaation suunnan. Toisaalta bakteerit innostuvat avaruusasemaolosuhteissa kasvamaan isommiksi, virulenteimmiksi ja agreeseevimmiksi, mikä on ainakin epäsuorasti alhaisen gravitaation vaikutusta. Bakteerit selvästi reagoivat gravitaatioon mutta onko perusteltua sanoa että niillä on gravtiaatiota tai sen suuruuttaa ja suuntaa arvioiva aisti? Mielestäni ei. Aistit mielletään yleensä sellaisiksi että niihin voi liittää jonkinlaisen signaalin vastaanottimen, reseptorin, aistimen, josta lähtee sitten tieto eliön toisiin osiin että nyt taivas kirkastuu ja on aika herätä (tai mennä nukkumaan jos on kyse yöeläjistä tai tähti-ihmisistä).

Toisaalta tällainen kuvaus sulkee pois sen mahdollisuuden että yksisoluisilla eliöillä olisi aisteja, mikä omasta mielestäni tuntuu järkevälle vaikka niissä olisi sellaisia oragelleja jotka kykenisivät
vastaanottamaan vaikka valoa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Sähkömagneettiset aistit

1.4.2014 klo 23.35, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Aiemmin näissä blogeissa olen jo pohtinut aistien merkitystä elämälle – ne ovat tärkeitä, niidenhän avulla elävät voivat orientoitua, sopeutua ja reagoida ympäristöönsä. Meillä täällä Maassa näkö- ja kuuloaistit ovat tärkeitä useimmille korkeammille eläimille – mutta ne lienevät merkittäviä muuallakin, sillä kaikkien elinkelpoisten planeettojen pinnalla on varmaankin valoa (paras mahdollinen energialähde) ja myöskin jonkinlainen ilmakehä. Näiden aistien tärkeys näkyy myös siinä että niihin molempiin on Maan elämä löytänyt useita erilaisia tehokkaita ratkaisuja.
Mitäs sitten ympäristöissä joissa ei ole valoa eikä ehkä paljoa ääniäkään. Millaiset aistit tulisivat käyttöön siellä? Miten eliöt voisivat löytää kaverinsa – siis muut saman lajin kumppanit, tai miten ne löytäisivät ruokansa? Tällaisia varsin valottomia ympäristöjä on esimerkiksi syvällä meren pohjassa, vaikkapa mustien savuttajien lähellä – siellä tosin äänille voisi olla käyttöä. Myös maanalaisten luolaverkostojen päästä löytyy valottomia ympäristöjä. Tälläisia paikkoja löytyy esimerkiksi Meksikosta Tabascon osavaltoista Villa de la Luzin luolasta http://en.wikipedia.org/wiki/Cueva_de_Villa_Luz ja Namibian Kalaharin autiomaan Lohikäärmeen henkosesta http://en.wikipedia.org/wiki/Dragon%27s_Breath_Cave

Lepakoilla ei ole luolissa mitään ongelmia sillä ne pystyvät kommunikoimaan ja suuntimaaan kaikuluotaamalla. Eliöt pystyvät myös aistimaan Maan vetovoiman, gravitaation suunnan, mutta onko siitä varsinaisesti hyötyä. Noiden luolastojen pinnoilla kasvaa erilaisia bakteeri-, arkki- ja sienikasvustoja, ja niillä ei liene väliä mikä suunta on ylöspäin ja mikä alaspäin http://en.wikipedia.org/wiki/Snottite . Luolastossa oleva vesi pyrkii alaspäin ja muodostaa lampia ja järviä. Niissä elää erilaisia sokeita eläimiä, joilta puuttuvat pigmentit kokonaan. Kasvien puuttuessa nämä eläimet syövät mikrobikasvustoja. Tärkein eläinten aisti näissä olosuhteissa on tuntoaisti, ja mahdollisesti hajuaisti. Noista paikoista löytyy kaloja ja katkoja, joilla on gravitaation antama ylös-alas aistimus, ja lisäksi niillä esiintyy myös mielenkiintoista sähköaistia. Siis näissäkin olosuhteissa eliöt voivat aistia ympäristöään useammalla eri tavalla.
Sähkömagneettisten kenttien aistiminen ovat meille aika outo ajatus – mutta joillekin lajeille se näyttää onnistuvan hyvin. Esimerkiksi magnetotaktisilla bakteereilla on pieniä magnetiittipitoisia hitusia jotka aistivat magneettikentän suunnan. Jotkut merietanat näyttävät aistivan mageettikentän suunnan, vaikka mekanismia ei tunneta. Lintujen arvellaan käyttävän suunnistuksessa magneettikenttiä. Lepakoilla ja lehmillä näyttää olevan kyky tunnistaa magneettikentän suunta. Voisikohan ihminen astia heikosti mageettikenttiä? Pään sisäisestä kompassista voisi olla merkittävää apua pilvisten päivien suuntavaistossa ja revontulten aavistamisessa. Ne pikkukompassit voivat sijaita vaikkapa nenässä.
Sähkökentän aistiminen on paremmin tunnettu tosiasia. Vesi johtaa hyvin sähköä, joten on helppo ymmärtää että vedessä elävillä eläimillä on kehittynyt sähkökenttää tunnistava aisti. Tämä kattaa elöit kaloihin ja delfiineihin asti. Maanisäkkäistä aikakin australialainen vesinokkaeläin ja Uudenguinean eräs nokkasiillilaji pystyvät aistimaan sähkökenttiä. Muista nisäkkäistä tiedetään että suurilla sähkölinjoilla on vaikutusta eläimiin. Jotkut ihmiset saavat päänsärkyä voimakkaiden voimalinjojen lähellä.
Olisikohan niin että ympäristömme etätarkkailemisessa näkö- ja kuuloaisti ovat niin voimakkaita ja toimivat niin koordinoidusti että ne peittävät yhdessä alleen heikommat magneettikenttien ja säkhökenttien aistimisen? Voisiko jossain olla toinen maailma jossa sähkömagneettiset aistit olisivat voimakkaampia kuin näkö ja kuuloaisti?

3 kommenttia “Sähkömagneettiset aistit”

  1. Lasse Reunanen sanoo:

    Kyllä ihminenkin voimakkaan sähkökentän kykenee ”värähtelynä” aistimaan (keho magneettikentässä). Ainakin itse ollessani 20 kilovoltin sähkölinjojen tai muuntajien lähettyvillä, joissa suojaetäisyydet ja suojukset välissä. Muuntajissa sähkökentän värähtelyt kuultavissa myös äänin. Suuria sähköjännitteitä lähelle mentäessä (merkittyjen suojaetäisyyksien taakse) voi myös ilman kautta iskeä kuolettava valokaari (kuten sähköjunien yhteydessä).
    Tiedä sitten mitä aistii, mutta pimeässä silmät kiinni (minimoi näköärsykkeet) varsinkin tutussa ympäristössä kykenee aistimaan seinäpintoja ennalta koskettamatta (mahdollisesti ilmanpaine-eroistakin tms.). Myös toisinaan pimeässä esim. yöllä herätessä kun saa välähdyksen ”näkymätöntä” ympäristöä silmiinsä niin sitten sulkemalla silmät voi osittain ”hahmottaa” sitä ympäristöä näkömuistiansa täydentämällä. Sokeilla tämän kaltainen aistimus lienee paremmin harjaantunut, mutta näkevätkin voinee siten harjaantua sulkemalla näköaistimukset minimiin (kuulo ja tunto auttaa pysymään turvallisesti tasapainossa)…

  2. Metusalah sanoo:

    ”Voisiko jossain olla toinen maailma jossa sähkömagneettiset aistit olisivat voimakkaampia kuin näkö ja kuuloaisti?”

    Aivan epäilemättä näin voisi olla. Meidän maapallollamme eläimet, kuten ihminen, eivät erityisen paljon tarvitse ko. aisteja, koska olosuhteet elämälle ovat muutenkin niin suotuisat. Vain sähkömagneettiset ääri-ilmiöt, kuten häikäisy tai lämpö, saavat aistimme kavahtamaan vaaran läsnäolosta.
    Mutta evolutiivisesti ajatellen, ja mikäli sähköiset ilmiöt elinympäristössä olisivat aggressiivisempia, lajien säilyminen tietenkin edellyttäisi suojautunista ja sitä kautta aistien herkistymistä näiden ilmiöiden havaitsemiselle.

  3. Kvanttierkale sanoo:

    Onhan näkö itseasiassa hyvinkin sähkömagnettinen aisti. Silmä havaitsee sähkömagneettista aaltoliikettä ja tunnistaa sen eri taajuuksia.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Miltä näyttää?

21.1.2014 klo 00.24, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Kaunis pakkaspäivä ulkona. Valoa riittää kun taivaalla ei ole pilven pilveä. Lumessa ilveksen jäljet ja näköjään metsän pikkujyrsijöitä on taas liikkeellä – metsähiiriä ja -myyriä. Lunta on vain sentin pari, joten ne eivät pääse lumen alle piiloon. Menee vain muutamia viikkoja ja lumet ovat poissa, ja hiirulaisten ei tarvitse juosta valkoisella lumella. Luulisi että lumen sulettua niitä olisi kovin vaikea havaita. Sinun ja minun onkin vaikea nähdä niitä, mutta jos seuraa tuulihaukan touhuja, voi ihmetellä miten ne onnistuvat löytämään hiirulaisia niin tehokkaasti. Osittain ehkä terävän näön johdosta – mutta myös siksi että tuulihaukat näkevät ultravioletissa hiirten virtsajäljet, jotka paljastavat niiden salaiset piilopaikat ruohomättäissä. Hiiri ei valitettavasti tiedä mitään tuulihaukan kyvyistä koska se näkee huonommin, ja ennen kaikkea, ei näe väreissä kovinkaan hyvin, eikä lainkaan tuulihaukalle kirkkaana loistavia jälkiään.

Olisi luonnollista että tähteä kiertävällä planeetalla eliöille kehittyisi näkö ja ehkäpä värinäkökin. Pari kesää sitten kun mikroskopoin Kaarinan Littoistenjärven plankton eliöstöä, ui kuvassa vastaan kymmenesosa millin mittainen yksisilmäinen tohvelieläimen näköinen ripsieläin. Siinä oli kaunis punainen piste. Oli kiehtovaa ymmärtää että tuolla punaisella pisteellä tohvelieläin aistii valoa. Tavallaan silmä – yksisoluisessa eliössä! Vastaavia pieniä valoa aistivia pisteitä tai proteiinikasoja löytyy myös bakteereista ja arkeista. Nekin voivat erottaa päivän yöstä. Punainen täplä ei kuitenkaan muodosta mitään kuvaa – mihin sen muodostaisi sen – eikä se oikeastaan voi aistia edes valon suuntaakaan. Ei oikein kelpaa silmäksi.

ripsielain_2006_08_12_597_9741

Kasvitkin aistivat valoa ja sen suuntaakin, mutta aikamoista mielikuvien venyttelyä vaatisi jos väittäisin että kasvit näkevät. Kasvithan käyttävät valoa energian lähteenä, mikä on meille ja kaikille eläimille tärkeää.

Toisella kertaa osui mikroskoopin näkökenttään akvaariovedessä elävä värysmato. Se on kylkisymmetrinen pieni, muodoltaan yksinkertainen mato. Sillä oli selvästi pää ja häntä ja kaksi pientä silmän näköistä. Voisivatko ne olla oikeita pieniä silmiä? Mato on sentään eläin. Täplissä on muutamia valoa aistivia soluja mutta solukasaumakaan ei oikein riitä kuvan muodostamiseen. Madolla saattaa olla jonkinlainen aavistus kummalla puolella – vasemmalla vai oikealla – on enemmän valoa.

Ensimmäiset varsinaiset kuvaa tuottavat silmät olivat voimakas kilpailuetu ediakara- ja kambrikauden merten elämille. Niitä syntyi itsenäisesti useaan eri pääjaksoon. Sen jälkeen luonto on kehittänyt edelleen erilaisia ratkaisuja silmälle. Hyönteisillä on verkkosilmä, tavallaan satoja pikkusilmiä. Ne eivät näe kovin tarkasti, mutta aistivat herkästi liikettä ja monet niistä aistivat neljästä kuuteen erilaista pääväriä ultravioletista infrapunaan. Vedessä elävillä sirkkaäyriäsillä eli mantisravuilla on huikein värierottelu kyky. Ne näkevät kehittyneillä verkkosilmillään varsin tarkasti ja niiden maailma on aivan huikean täynnä värejä, sillä ihmisen RGB:n sijaan ne pystyvät erottamaan 12 päävärityyppiä, mukaan lukien ultraviolettivalon ja valon polarisaation.

Molukkirapu on myös oikein kummajainen. Se pystyy näkemään näkyvässä ja ultraviolettivalossa. Sillä on kaksi pääverkkosilmää, kilven yläpuolella viisi muuta pienempää kolmion mallista silmää, kilven alla kaksi silmää ja lisäksi niiden pitkä häntä aistii valoa. Silmiä on vaikka toisille jakaa, mutta molukkiravun näköaistin sanotaan silti olevan huono.

Kotoisemmilla hämähäkeilläkin on kahdeksan silmää, kaksi kuvaa muodostavaa verkkosilmää pääsilminä ja kuusi apusilmää hämärä- ja reunanäön parantamiseksi.

Valtamerissä elävillä helmiveneillä on kaksi silmää, toisin niissä ei ole linssiä ja niiden arvellaan näkevän maailman värittömänä ja suttuisena. Silmä toimii kuin camera obscura. Hieman kehittyneemmillä mustekaloilla onkin sitten selkärankaisten silmää muistuttava rakenne, paisti että niillä silmän hermosäikeet ovat valonaistin solujen takana, kun esim. ihmisellä hermosolut ovat silmän aistinsolujen edessä, mistä johtuen meillä on ns sokea täplä. Tämä erilaisuus osoittaa että monimutkainen ja tarkasti näkevä silmä on kehittynyt ainakin kahdesti toisistaan riippumatta.

Haluaisin mainita vielä että käärmeillä on kahden linssillisen selkärankaissilmän lisäksi infrapuna-aistimia pään etu- ja yläosassa. Ne eivät ole varsinaisia kuvaa muodostavia elimiä, mutta niiden avulla sokeatkin käärmeet pystyvät saalistamaan pimeässä.

Evoluutio voi edetä myös takaperoisesti. Maanalaisissa valottomissa luolissa asuvat eliöt menettävät osittain tai kokonaan näkönsä ja silmänsä vaikka aiemmin niiden esi-isillä olisi ollut hyväkin näkökyky. Dinosaurusten valtakaudella alkunisäkkäät piiloutuivat ja ilmeisesti liikkuivat hämärissä. Niiden aiempi monivärinäkö surkastui kaksivärinäöksi, värisokeudeksi. Monille apinoille kuitenkin kehittyi vihreä-herkistä tappisoluista uusi punainen variantti ja niin ollen kolmevärinen näkö.

On ilmeistä että jollakin toisellakin planeetalla elävillä korkeamilla eliöillä kehittyisi näköaisti. Maan eliökunnassa havaitaan valoon reagoivia yhdisteitä jo yksinkertaisimmilla mikrobeilla. Ympäröivän maailman näkeminen on kehittänyt erilaisia silmäratkaisuja useamman kerran. Osa on tarkkoja ja toisen epätarkkoja, on mustavalko- ja monivärinäköjä. Maan alla tai paksun jään peittämissä merissä ei näköaisitin kuitenkaan tarvitsisi edes kehittyä – se olisi vain ylimääräinen rasite. Vai oliskohan sittenkin niin että sielläkin mustien savuttajien heikon infrapunavalon aistiminen voisi olla evolutiivisesti edullista.

Kevään lisääntyvää valoisuutta odottaen.

Harry

Yksi kommentti “Miltä näyttää?”

  1. Erkki Tietäväinen sanoo:

    Kiitos ajatuksia herättävästä kirjoituksesta, jossa esitetyistä johtopäätöksistä olen tismalleen samaa mieltä.

    Näkeminen on ravinnon hankinnan ja saaliiksi joutumisen välttämisen kannalta eläimille keskeinen ominaisuus. Niinpä näköaistin kehittyminen kullekin eliölajille ominaiseksi lienee väistämätön evoluution seuraus. Mutantti, jolle on kehittynyt valon aistimisen kyky omaa täyssokeita lajitovereitaan paremmat lähtökohdat geeniensä periyttämiseen. Mutatoitumisen jatkuessa syntyy joskus yksilöitä, joiden näkökyky on edelleen parantunut. Ne löytävät ruokaa, osaavat piiloitua pedoilta ja pitkään hengissä pysyessään pääsevät periyttämään näkökykynsä seuraaville sukupolville jne., jne.

    Evoluutio lienee universaali ilmiö. Niinpä, jos muilla planeetoilla on älykkäitä olentoja, pitäisin itsestään selvänä, että niille on kehittynyt myös näköaisti.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Mitä kuuluu?

8.11.2013 klo 23.49, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Mitä kuuluu? Kiitos hyvää! Vai pitäsikö sanoa että leutoa tuulen suhinaa, kuikan laulua ja pikkumalluaisten sirinää. Itse asiassa kokeneet lintuharrastajat tunnistavat 90% havaitsemistaan lintuyksilöistä äänen perusteella. Kaupungilla kävellessäkin huomaamme, että äänten yleisestä sekamelskasta huolimatta pystymme suodattamaan meille tärkeitä ääniä, kuten kohti tulevan auton. Ääniä aistimme korvillamme. On mielenkiintoista, miten erilaisissa scifi-filmeissä vieraita älyllisiä kommunikoivia avaruusolioita kuvatessa on niissä korvat sijoitettu pään tai vastaavan ruumiinosan sivuille. Oikeastaan ei tarvitse kovin kaukaa etsiä kun luonnosta löytyy muunlaisia ”ratkaisuja”. Katsotaanpa vaikka hevosta. Korvat ovat pään päällä ja enimmäkseen suunnattu eteenpäin. Itseasiassa näin on monilla nisäkkäillä, joten me olemme siinä suhteessa poikkeavia.

Havaitsemme korvillamme pieniä nopeita paineenvaihteluita. Metrin päässä olevan vaimoni hiljainen puhe saa korvissani normaali-ilman paineen sadasmiljonasosan suuruisia pienen pieniä heilahteluita, jotka toistuvat tuhatkunta kertaa sekunnissa. Aistin sen vienona äänenä. Nuorempi ihmisen aistii ääniä jotka värähtelevät noin 20-12000 kertaa sekunnissa. Norsut kuulevat matalampia infraääniä ja lepakot sekä yöperhoset korkeampia ultraääniä. Kuuloaisti on oikeastaan siinä mielessä mielenkiintoinen, että se on ilmaantunut eliökuntaan usemman kerran ja erilaisin ratkaisuin. Useimmilla nisäkkäillä on ulkokorva (korvalehti), tärykalvo sekä sisäkorva. Linnuilla ei ole lainkaan ulkokorvaa. Äänikalvot niillä on kuitenkin päässä. Kalojen äänen kuuleminen — tai oikeastaan vedenpaineen vaihtelun aistiminen on aika mielenkiintoinen prosessi, sillä niiltä löytyy kolme erillistä elintä jotka reagoivat ääniaaltoihin: tärykalvo, uimarakko ja kylkiviiva-aisti. Eräällä äskettäin löydetyllä sammakkolajilla on kuuloelin suun takaosassa. Käärmeilla ei ole varsinaisia korvia mutta ne aistivat – siis tavallaan kuulevat – maata pitkin eteneviä infraääniä. Hyönteisillä, jotka ovat paljon lukuisampia kuin selkärankaiset, löytyy jo suuri määrä äänten aistimistapoja. Sirkoilla ja hepokateilla on takajaloissa kuulokalvot, ns tympaanielimet joilla ne voivat sekä vastaanottaa että lähettää ääniä. Monilla hyönteisillä takaruumis voi aistia äänen värähtelyjä tai sitten tuntosarvet värähtelevät äänen tahtiin. Myös erilaisia karvallisia tuntosoluja löytyy hyönteisten eri osista. Aiemmin tänä vuonna julkaistiin tutkimus, jossa ehdotettiin että kasveillakin voisi olla alkeellinen kuuloaisti – ne esimerkiksi pystyisivät aistimaan kimalaisen lähestymisen ja siten laukaisemaan runsaamman siitepölyn vapautuksen.

Äänen aistiminen on selvästi ollut evolutiivisesti tärkeää. Se näyttää kehittyneen usemman kerran ja tuottaneen erilaisia loppuratkaisuja, jopa useita samalle eläimelle kuten kaloille. Tähän on ollut ympäristöllä suuri vaikutus.

Kuvitellaanpa planeetta joka olisi melkein maan kaltainen ja tarkastellaan miten ääni liikkuisi sen ilmakehässä. Itse asiassa meidän ei tarvitse edes matkata muihin planeettakuntiin, koska oma Aurinkokuntamme suo sopivat puitteet tähän tarkasteluun. Sopivia kohteita ovat Venus (paine lähes 100 maan ilmakehää, kuuma), Mars (paine hieman alle 1/100 Maan ilmakehän paineesta, kylmä) ja Titan (paine noin 1.6 Maan ilmakehän paine, mutta 200 astetta kylmempi kuin Maa). Maan ilmakehässä ääni vaimenee edetessään. Kaikissa maailmoissa äänen aiheuttama paine menee neljäsosaan etäisyyden kaksinkertaistuessa. Sen lisäksi äänen voimakkuus vaimenee ilmakehästä johuen. Matalilla taajuuksilla ääni kantaa Maassa kauaksi ja korkeilla taajuuksilla, kuten lepakoiden ultraäänialueella se kantaa vain muutaman kymmenen metrin. Äänen taajuus on se suure jonka kuulemme ”äänenkorkeutena”. Miten sitten noissa muissa maailmoissa?
Marsissa ääni vaimenee satakunta kertaa nopeammin kuin maassa. Mars on varsin hiljainen paikka johtuen hiilidioksidi-ilmakehästä. Venuksessa on korkeasta lämpötilasta johtuen puhetaajuuksilla melko hiljaista, mutta matalilla taajuuksilla ääni kantaa kuten maankin ilmakehässä. Venuksen ilmakehässä äänimaisema kuulostaisi möreämmältä kuin Kotosuomessa, koska korkeat taajuudet olisivat voimakaasti vaimennettuja. Titanissa sitä vastoin matalasta lämpötilasta johtuen äänet eivät juuri vaimeisi lainkaan. Tämän seurauksena äänimaisema olisi meluisampi ja matalat äänet kuuluisivat voimakkaammin kuin Maassa. Titanin vesi-tulivuorten purkaukset tai ukkoset voisi paikallistaa ilmakehästä kuuluvan äänen avulla mistäpäin Titania tahansa. Maan pinnalla taas ukkosen jyrinä kuuluu parhaimmillaan vain muutaman kymmenen kilometrin päähän.

Aurinkokunnan neljästä kivisestä ilmakehällisestä kappaleesta huomaamme, että niiden äänimaisemat eroavat melkein äänettömistä melko möriseviin ja mahdollisesti meluisiin maisemiin. Jos näissä tai vastaavissa ääniympäristöissä muissa planeettakunnissa kehittyisi eliölle kuuloaisti, niin voimme vain kuvitella minkälaisia ratkaisuja evoluutio löytäisi kuuloaistimien kehittämiseen, varmaankin hyvin erilaisia kuin omat korvamme. Sumuisilla planeetoilla ne saattaisivat osoittautua tärkeämmäksi kuin näköaisti.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Tähtiharrastajat harvinaisia otuksia maailmankaikkeudessa?

13.9.2013 klo 09.58, kirjoittaja
Kategoriat: Elämän keitaita

Kuva Nasa / JPL-Caltech / T. Pyle

Kuva Nasa / JPL-Caltech / T. Pyle

Istut laiturilla ja katson tähtien syttyvän taivaalle. Hetken kuluttua juolahtaa mieleesi ajatus että onko tuolla jossain toinen tähtiharrastaja, joka katsoo minun tähteäni.Tarkastelkaamme nyt tätä problematiikkaa uusien tutkimusten valossa.

Asiaa käsiteltiin, tosin esitelmöitsijöiden huomaamatta, Euroopan astrobiologien kokouksessa Szczecinissä Puolassa viime heinäkuussa.  Tähden spektriviivojen huojuntaa mittaamalla voidaan arvioida planeetan massalle alaraja. Tutkimalla taas planeetan aiheuttamaa pienen pientä tähden kirkkauden  vähenemistä  voidaan laskea planeetan läpimitta tarkkaan.  Jos tähteä havaitaan molemmilla menetelmillä, voidaankin sitten laskea planeetan tarkka massa ja keskitiheys.  

Vaikkei  jokaisesta havaitusta planeetasta tiedetä tarkkaan kaikkia ominaisuuksia,  niin aika paljon niistä voidaan sanoa. Suuri osa niistä ei ole lainkaan kelvollisia tähtiharrastajille, ne kun ovat kaasuplaneettoja, ja sijaitsevat kaukana emotähdestään,  alueella  jossa on ikuinen talvi tai niin lähellä tähteä että kiikarikin sulaisi.

Onneksi planeettoja ja planeettaehdokkaita on löytynyt niin paljon  – kolmea tuhatta aletaan tässä koputella – että sinne mahtuu planeettoja jotka eivät voi millään olla kaasuplaneettoja. Ne ovat näes sen verran kevyitä ja pieniä läpimitaltaan. Tällaisia ovat maapallojen kaltaiset planeetat. Jos ne ovat massaltaan parin ja kahdeksan Maan massan välillä niitä kutsutaan supermaapalloiksi. Ne ovat kiviplaneettoja.  Suuresta planeettamäärästä voidaan tehdä tilastollisia analyysejä ja arvioida niiden lukumäärää eri spektriluokan tähdillä. Tämä avaakin jo mielenkiintoisen lokeron tiedon arkussa. Näyttää nimittäin siltä, että lukumääräisesti eniten planeettoja on punaisilla kääpiötähdillä, yksinkertaisesti  koska näitä tähtiä on eniten.  Toinen ratkaiseva osa palapelissämme on erilaisten tähtien ympärillä olevien planeettojen syntyä ja olosuhteita mallintavat laskelmat. Tämä yhdistelmä – havainnot ja mallit – tuovat tähtiharrastajan olemassaolon yksinäisyyteen selvyyttä.

Sopivan planeetan tulisi olla elämän vyöhykkeellä, eli sellaisella etäisyydellä, että planeetalla oleva vesi pysyisi nestemäisenä ainakin merkittäviä ajanjaksoja. Omasta aurinkokunnasta huomaamme, että Venus on jo vähän liian lähellä Aurinkoa.

Joitakin vuosia sitten ehdotettiin, että supermaapallot saattaisivat olla tektonisesti aktiivisempia ja siten soveliaampia elämän syntymiselle –  ja ajan myötä myös tähtiharrastajille. Viimeisten mallinnusten mukaan näin ei välttämättä ole, sillä niitä pitäisi peittää syvä meri.  Suuremman massansa ansiosta planeetta kerää liikaa vettä, ja oikeastaan tektonisen toiminnan alkaminen ei ole edes itsestään selvää. Vettä on, mutta sitä on liikaa ilmassa ja merissä. Tuollaisella planeetalla ehkä ei löytyisi sitä laituripaikkaa josta tähtiä pääsisi tarkkailemaan. 

Entä sitten ne tavallisimmat ja yleisimmät planeetat?  Punaisten M-spektriluokan kääpiöiden planeetat? No, tuollaisen tähden elämän vyöhyke on niin lähellä tähteä että planeetan kiertoaika on lukkiutunut, vähän samaan tapaan kuin Kuun kiertoaika on lukkiutunut sen ratajaksoon Maan ympäri.  Planeetta siis katsoisi aina samoilla kasvoilla punaiseen kääpiötähteen ja ottaisi välillä vastaan voimakkaitakin roihupurkauksia.  Toisella puolella planeettaa olisi kuitenkin pimeää. Oikea tähtitarkkailun paratiisiko? Ei aivan. Olisi kovin kylmää ja ilmakehä olisi satanut jalkojen juureen.  Ratkaisu lämpötilaan on paksu ilmakehä, joka tasoittaisi lämpötilan planeetan pinnalla, ja siellä voisi oikeastaan olla aika mukavat olosuhteet. Ilmakehä olisi kuitenkin niin paksu ja taivas pilvien peittämä että tähtiä tuskin näkyisi – siellä ei olisi edes vuorokausirytmiä!  Tuskinpa olisi tähtiharrastajia vaikka sopiva laituri löytyisikin.

Mitä meille jää jäljelle? Se toinen tähtiharrastaja joka istuu laiturilla ja katsoo kototähteäsi,  on melko lailla samankaltaisella planeetalla kuin missä sinäkin olet. Sillä planeetalla on kuivaa maata, sopivasti vettä, ilmakehä riittävän ohut ja pilvipeitteessä on ainakin satunnaisesti rakoja ja keskustähtenä on Auringon kaltainen noin G spektriluokan keskustähti, melko harvinainen yhdistelmä siis.  Voimme siis arvella että tähtiharrastajat ovat harvinaisia otuksia noin galaktisestikin ja ehkä koko maailmankaikkeudessa.

5 kommenttia “Tähtiharrastajat harvinaisia otuksia maailmankaikkeudessa?”

  1. Juhani Harjunharja sanoo:

    Olemme ilmeisesti kohtalaisen harvinaisia otuksia myös maapallolla harrastuksien kirjosta päätellen. Mutta ihan hyvä tämä juttunne ja lähestymistapanne. Odotan mielenkiinnolla lisää.

  2. Markku Siljama sanoo:

    Onko mitään tietoa/arviota kuinka paljon meidän Linnunradalla on G-spektriluokan tähtiä?Tai edes lähes G-luokan tähtiä?Mitä luokkaa olisi noin tälläisten tähtien välimatkat?Mikä olisi lähin tälläinen tähti?
    Toinen kysymys aiheeseen liittyen,jossain youtube-videossa oli Jill Tarterin haastattelu jossa hän mainitsi(jos oikein ymmärsin)että SETI-tutkimuksen päärahoittaja olisi nykyään USA:n ilmavoimat..,mitähän tämä vaikuttaisi uutisen julkaisuun mahdollisessa positiivisessa löydössä..?
    Suurta uutista mielenkiinnolla odottaen..:)

  3. Markku Siljama sanoo:

    Kuinkahan paljon meidän Linnunradassa on sitten G-spektriluokan tähtiä,missä olisi lähin?Onkohan SETI-tutkimus miten keskittynyt näihin G-spektrin omaaviin tähtiin?

  4. Harry Lehto sanoo:

    Kiitosksia kommenteista.

    G spektriluokan tähtiä on noin 7% kaikista tähdistä.

    Noiden G spektriluokan tähtien kohdalla sattuu niin hauskasti että Aurinkoa lähimmän tähtijärjerstelmän, kolminkertaisen alfa Centaurin päätähti on G spektriluokan tähti – eipä tarvitse kaukaa hakea vain noin 4 valovuoden päästä. Itseasiassa Alfa Centaurin kakkos eli B tähden ympäriltä onkin jo löytynyt planeetta – tosin se kiertää elämän kannalta liian lähellä emotähteään.

    Lähin yskinäinen G spektriluokan tähti on Valaan tähtikuvion tau Ceti valaan. Se näkyy matalalla etelässä alkusyksyn öinä.
    Se on ollut aiemmin SETI kohteena.

    SETI tutkimusta varten rakenteilla olevalla Allen Telescope Arraylla on ollut rahoitusvaikeuksia ja on totta että Yhdysvaltain ilmavoimat rahoitaa tällä hetkellä sen toimintaa. Sillä tuskin on strategisia suunnitelmia siltä varalta jos joltain ATAn tutkimuskohteina olevalta täheltä löytyisi SETI signaaleja. ATAn hyvänä piirteenä on että se kykenee ns. apertuurisynteesiin ja siis seuraamaan laajojen kenttien kaikkia tähtiä samanaikaisesti. Hakua on nyt kuitenkin rajoitettu Keplerin 600 G-spektriluokan tähteen joilta on löydetty eksoplaneetoja tai niiden ehdokkaita. Signaalin löytyessä uskon tiedon etenevän asiallista tieteellistä protokollaa pitkin.

    Vaikka nyt kohdennetaan keiloja G-spektriluokan tähtiin niin kyllä hieman kuumemmat F ja kylmemmät K ja M spektriluokan tähdet kannattaa kyllä huomioda. Kuumat O, B ja A spektriluokan tähdet ovat varsin lyhytikäisiä elämän kannalta.

  5. Harry Lehto sanoo:

    Kiitoksia kommenteista!

    G spektriluokan tähtiä on noin 7% kaikista tähdistä.

    G spektriluokan tähtien kohdalla sattuu niin hauskasti että Aurinkoa lähimmän tähtijärjerstelmän, kolminkertaisen alfa Centaurin päätähti on G spektriluokan tähti – eipä tarvitse kaukaa hakea vain noin 4 valovuoden päästä. Itseasiassa Alfa Centaurin kakkos eli B tähden ympäriltä onkin jo löytynyt planeetta – tosin se kiertää elämän kannalta liian lähellä emotähteään.

    Lähin yksinäinen G spektriluokan tähti on Valaan tähtikuvion tau Ceti. Se näkyy matalalla etelässä alkusyksyn öinä. Se on ollut aiemmin SETI kohteena.

    SETI tutkimusta varten rakenteilla olevalla Allen Telescope Arraylla on ollut rahoitusvaikeuksia ja on totta että Yhdysvaltain ilmavoimat rahoitaa tällä hetkellä sen toimintaa. Sillä tuskin on strategisia suunnitelmia siltä varalta jos joltain ATAn tutkimuskohteina olevalta täheltä löytyisi SETI signaaleja! ATAn hyvänä piirteenä on että se kykenee ns. apertuurisynteesiin ja siis seuraamaan laajojen kenttien kaikkia tähtiä samanaikaisesti. Hakua on nyt kuitenkin rajoitettu kuuten sataan sellaisen Keplerin tutkimaan G-spektriluokan tähteen joilta on löydetty eksoplaneetoja tai niiden ehdokkaita. SETI signaalin löytyessä uskon tiedon etenevän asiallista tieteellistä protokollaa pitkin.

    Vaikka nyt kohdennetaan keiloja G-spektriluokan tähtiin niin kyllä hieman kuumemmat F ja kylmemmät K ja M spektriluokan tähdet kannattaa kyllä huomioda. Kuumat O, B ja A spektriluokan tähdet ovat varsin lyhytikäisiä elämän kannalta.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *