Pikkuplaneetta pöydällä
Myöhäissyksyinen ilta uimarannalla
Kun marraskuu alkoi hiljalleen taittua joulukuun puolelle, tallustelin kohti läheistä uimarantaa. Suomen syksylle tyypillinen lähes kuukauden jatkunut yhtämittainen pilvisyys oli lopultakin tauonnut. Niinpä mukanani oli pyyhkeen ja simmareiden sijasta jalusta, parit kiikarit ja perinteiseen tyyliin paperille painettu tähtikartta.
Jäälle ei vielä tohtinut lähteä seikkailemaan. Se oli harmillista, sillä pääkohteenani ollut Etiopian kuninkaan Kefeuksen valtakunnan rannikoilla kauhua ja hävitystä kylväneen merihirviön eli Valaan tähdistö jäi ikävästi rantakoivujen katveeseen. Onneksi kuitenkin uimalaituri oli jätetty talveksi paikoilleen, joten se tarjosi riittävästi etäisyyttä rannan puihin. Laiturilta katsellen Valaan kirkkain tähti Menkar oli juuri koivunlatvojen yläpuolella ja näkyi mukavasti paljainkin silmin, vaikka suoraan kaupungin valohehkun suunnassa olikin. Ja siellä, Menkarista hollin matkaa ylös ja vähän oikealle näkyi jo pikkukiikarilla piste samassa kohdassa, johon olin sen tähtikarttaani piirtänyt. Edellisestä kohtaamisestani kotilieden jumalatar Vestan kanssa oli kulunut vajaat pari vuotta, joten jälleennäkeminen oli hyvinkin mieluisa.
Ennen minua tai ketään muutakaan Vestan löysi saksalainen Wilhelm Olbers maaliskuussa 1807. Olbers oli monipuolinen tutkija, sillä paitsi että hän oli lääkäri ja löysi Vestan, Pallaksen ja nimeään kantavan jaksollisen komeetan, hän myös pohdiskeli yötaivaan pimeyttä ja universumin äärettömyyttä. Tämä tapahtui noin 170 vuotta ennen kuin Jukka Kuoppamäki ja Katri Helena hivuttivat Olbersin paradoksin keskeisen kysymyksen ”Miksi taivas on öisin musta, miksi valoa en mä nää?” suomalaisen iskelmäkansan tietoisuuteen. Syvällisestä pohdinnasta huolimatta Olbersilla, sen paremmin kuin Vestan radan määrittäneellä ja myös sen nimenneellä Carl Friedrich Gaussilla ei kuitenkaan vielä voinut olla aavistustakaan Vestan perimmäisestä olemuksesta.
Nykyään jo harrastajienkin tavoitettavissa alkaa olla sen tosiasian toteaminen, ettei Vesta ole pelkkä tähdenkaltainen piste. Kuun ja planeettojen valokuvaukseen erikoistunut Damian Peach onnistui jo vuonna 2007 nappaamaan kuviinsa Vestan hieman soikean muodon. Suomalaisetkin harrastajat pystyvät nykyisin kuvaamaan yksityiskohtia Jupiterin suurimpien kuiden pinnoilta, ja Vestan maksimikulmaläpimitta on näiden erottuvien yksityiskohtien suuruusluokkaa. En tiedä, onko kukaan Suomessa vielä yrittänyt kuvata Vestan muotoa, mutta huippuharrastajien tekniikka ja taidot kehittyvät sitä vauhtia, ettei temppu enää mahdottoman kaukaiselta tunnu. Vestan oppositiot toistuvat suunnilleen vuoden ja viiden kuukauden välein, joten ehkäpä maaliskuussa 2021 Vestan loistaessa komeasti Leijonan tähdistössä joku suomalainenkin onnistuu ikuistamaan Vestan muodon.
Näytteitä Vestasta?
Uimarannalta takaisin kotiin päästyäni oli pakko ottaa vitriinistä esiin pieni rasia, jossa luki Bilanga. Avasin rasian, ja tavoistani poiketen koskin paljain sormin tuohon pieneen hauraaseen kivenmuruseen. Kyseinen pikkukivi päätyi aika tarkkaan 20 vuotta sitten Burkina Fasoon, jonnekin Bilanga-Yangan ja Gomponsagon kylien tienoville. Bilanga on yksi 2222:sta tällä hetkellä tunnetusta HED-meteoriitista. Jo viitisenkymmentä vuotta olemme tienneet, että HEDit – howardiitit, eukriitit ja Bilangan kaltaiset diogeniitit – ovat mitä suurimmalla todennäköisyydellä peräisin Vestasta. Juuri siksi minä sinne kivivitriinilleni menin: hetkeä aiemmin kiikarilla pisteenä näkemäni Vesta oli nyt siinä kirjoituspöydälläni, kosketeltavissa ja ihasteltavissa. No, mitättömän pieni osa Vestaa tietenkin, mutta sekin oli tarpeeksi saadakseen kylmät väreet kulkemaan selkääni pitkin.
Alkujaan Vestan ja HEDien yhteys perustui niiden spektrien ainutlaatuiseen samankaltaisuuteen. Vuonna 1997 Hubble-avaruusteleskoopin havaintojen perusteella löydettiin Vestan etelänavalta jättimäinen törmäysallas. Se selitti vestoideina tunnettujen spektriltään ja rataparametreiltään Vestan kaltaisten kilometrien kokoluokkaa olevien asteroidien olemassaolon – vestoidit ovat yksinkertaisesti törmäysaltaan heittelettä. Altaan löytyminen auttoi myös osaltaan ymmärtämään, miten HED-meteoriitteja saattoi päätyä Maahan. Vuonna 2007, siis 200 vuotta Vestan löytymisen jälkeen laukaistu NASAn Dawn-luotain on sittemmin käytännössä varmistanut käsityksen Vestasta HEDien emäkappaleena.
Moni kutsuu Vestaa asteroidiksi. Ja mikäpä siinä, sillä sananmukaisesti tähdenkaltaiseltahan se kiikarilla katsellen näyttää. Minulle kuitenkin Vesta on pikkuplaneetta. Suurempien planeettojen tapaan se on monimuotoinen, pitkään jatkuneiden geologisten prosessien muokkaama kaunis ja kiehtova maailma, pienempi vain. Se on jopa differentioitunut, eli sillä on rautaydin, raskaiden silikaattimineraalien muodostamista kivilajeista koostuva vaippa, ja lähinnä möyhentyneestä basalttisesta laavakivestä ja sen hieman syvemmällä syntyneistä lähisukulaisista koostuva kuori. Nykyään ”pikkuplaneettaa” tunnutaan terminä vierastavan, mutta ihan syyttä. Vaan kaipa tässäkin on kyse lähinnä näkemyserosta. Tähtitieteelliseltä kannalta Vesta on piste, mutta geologeille se on oma pieni maailmansa. Mikä parasta, se on maailma, josta on runsaasti näytteitä ja jonka pinnanmuodot ja koostumus tunnetaan poikkeuksellisen hyvin.
Vestan neitsyet
Jo pian sen jälkeen kun Dawn saapui Vestan kiertoradalle, kävi ilmi, että Hubblen kuvissa nähty Vestan eteläinen törmäysallas muodostuukin kahdesta päällekkäisestä altaasta, eli vanhemmasta 400-kilometrisestä Veneneiasta ja geologisesti varsin nuoresta 500-kilometrisestä Rheasilviasta. Samaan allaskompleksiin kuuluu vielä kolmaskin, osin Rheasilvian alla oleva nimetön 250-kilometrinen allas. Rheasilvian keskuskohouman korkeus vetää lähes vertoja aurinkokokunnan korkeimmalle vuorelle, Marsin maineikkaalle Olympus Monsille. Rheasilvian synty kesti noin puoli Vestan vuorokautta (joka puolestaan kestää reilut viisi tuntia), joten coriolisvoima ehti vaikuttaa prosessin kulkuun synnyttäen hämmentäviä spiraalimaisia rakenteita, jollaisia ei vastaavassa mitassa ole toistaiseksi tavattu mistään muualta aurinkokunnastamme.
Dawn-luotaimen spektrometrien ja kameroiden tuottaman aineiston tutkimus osoitti, että eukriittista ainesta on etenkin Vestan päiväntasaajan tienoilla. Eukriitit edustavat Vestan kuorikerrosta, eli basalttisia laavoja ja niitä vastaavia hitaammin kiteytyneitä syväkiviä. Howardiitit puolestaan ovat murskaantuneita seoskiviä eli breksioita, joissa on sekaisin diogeniittista, eukriittista, ja silloin tällöin myös hiilikondriittimeteoriiteista peräisin olevaa runsaasti vettä ja muita helposti haihtuvia yhdisteitä sisältävää ainesta. Howardiittinen materiaali muodostaa Vestan irtonaisen ”maaperän”, regoliitin, joka kattaa suurimman osan Vestan näkyvästä pinnasta.
Diogeniittistä ainesta esiintyy lähinnä Rheasilvian törmäysaltaan sisällä ja sen heittelekentällä. Sulan kiviaineksen kiteytymistä ja kemiaa tutkivien petrologien työn ansiosta on jo vuosikymmeniä on tiedetty, että diogeniitit ovat lähtöisin Vestan ylävaipasta. Vestan tapauksessa se alkaa vasta parinkymmenen kilometrin syvyydestä, joten jollain ilveellä diogeniitit on saatava kaivettua ylös ja nostettua avaruuteen ennen kuin niitä voi päästä putoilemaan burkinafasolaisten kylien liepeille. Veneneia ja Rheasilvia tarjoavat tälle luonnollisen selityksen: jos yksi suuri törmäys räjäyttää ensin suuren osan Vestan kuorikerroksesta pois, on toisella lähes samaan kohtaan tapahtuvalla vielä suuremmalla törmäyksellä helppo työ nostaa ylävaipan kiviainesta Vestan pinnalle ja avaruuteen.
Vaikka Rheasilvia ryöpsäytti avaruuteen runsaasti Vestan ainesta, ei se kuitenkaan voi suoraan olla nykypäivänä putoilevien HED-meteoriittien takana. Tämä johtuu siitä, että kolmasosa kaikista HEDeistä sinkoutui avaruuteen vasta noin 22 miljoonaa vuotta sitten. Bilanga edustaa toista porukkaa, joka on seilannut avaruudessa suunnilleen 49 miljoonaa vuotta ennen päätymistään maapallolle. Vaikka Rheasilvia suureksi altaaksi nuori onkin – ehkä noin miljardi vuotta – on se silti aivan liian vanha kyetäkseen selittämään näiden HED-klaanien avaruudessa viettämän ajan lyhyys. Myöskään Rheasilvian synnyttämien vestoidien keskinäiset törmäykset eivät kelpaa HEDien valtaosan alkulähteeksi. HEDien selittämiseksi tarvitaankin kohtalaisen suuria huomattavasti Rheasilviaa nuorempia törmäyksiä itse Vestan pinnalle ja mieluiten vielä sopiville alueille, jotta avaruuteen päätyy oikeaan aikaan merkittäviä määriä Vestan ylävaipasta, kuoresta ja regoliitistä peräisin olevaa ainesta. Viime toukokuussa julkaistun tutkimuksen ansiosta meillä onkin nyt suht luotettavalla pohjalla oleva käsitys siitä, missä noiden törmäysten synnyttämät kraatterit sijaitsevat.
HED-meteoriittien lähtökraatterit
Howardiittien, eukriittien ja diogeniittien todennäköisten lähtöpaikkojen selvittämisessä vaikeinta on oikean ikäisen kraatterin löytäminen. Toisten taivaankappaleiden törmäyskraatterien tai laavatasankojen iän määrittäminen ei nimittäin ole helppoa. Käytännössä ainoa keino on laskea, kuinka monta törmäyskraatteria pinta-alayksikköä kohti löytyy. Kraatterien määrästä ja kokojakaumasta pitäisi sitten päätellä pinnan vuosissa mitattava ikä. Menetelmä toimii joltisenkinmoisella tarkkuudella Kuussa, koska Apollo- ja Luna-näytteiden ansiosta meillä on näytteitä alueilta, joiden kraatteritiheydet tunnetaan. Kuunäytteiden iänmääritys laboratoriossa ei kuitenkaan sekään ole yksinkertaista puuhaa, tulosten geologisesta tulkinnasta puhumattakaan. Niinpä Kuun eri ikämalleissa satojen miljoonien vuosien heitot suuntaan tai toiseen ovat arkipäivää. Muiden taivaankappaleiden kohdalla homma on vielä huomattavasti hankalampaa, sillä näytteitä varmasti tunnetuilta paikoilta ei ole, törmäysnopeudet ja sen myötä syntyvien kraatterien koot eivät ole samat kuin Kuussa, eikä törmäävien kappaleiden populaatio muutenkaan vastaa Kuuta. Hämmästyttävää kyllä, kaikista näistä hankaluuksista huolimatta sekä Bilangan porukan että 22 miljoonaa vuotta matkanneiden HEDien lähtökraatterit Vestalla todennäköisesti – tai ainakin mahdollisesti – tunnetaan.
Antonia on läpimitaltaan noin 16,8-kilometrinen kaunis, persoonallisen näköinen kraatteri Rheasilvian sisällä. Monien muiden Vestan kraatterien tapaan se syntyi loivaan rinteeseen, mikä selittää sen heitteleen epäsymmetrisen leviämisen enimmäkseen alarinteen suuntaan. Kraatterilaskujen perusteella sen heittelekentän ikäarviot pyörivät enimmäkseen jossain noin 18:n ja 24:n miljoonan vuoden välillä. Mallinnusten mukaan sen heitteleen kappaleet olivat suurimmillaan nelimetrisiä järkäleitä, ja tyypillisesti läpimitaltaan noin 0,25–1,25 metriä. Ideaalista tavaraa synnyttämään 22 miljoonan vuoden HED-klaanin meteoriitit siis. Arviolta parisen prosenttia Antonian avaruuteen heittämästä kiviaineksesta päätyy ennemmin tai myöhemmin Maahan.
Licinia on Antoniaa hieman suurempi, suunnilleen kotimaisen kraatterihelmemme Lappajärven kokoinen 24-kilometrinen kraatteri Vestan pohjoisella pallonpuoliskolla, varsin kaukana diogeniittisen aineksen pääesiintymisalueelta. Sen ikämääritys on hieman epävarmempi kuin Antonian. Näistä lievistä puutteistaan huolimatta Licinia on selvästi paras kandidaatti selittämään Bilangan ja muut 49 miljoonan vuoden klaanin jäsenet.
Antonia ja Licinia eivät suinkaan ole ainoat HED-meteoriittien lähtökraatterit. HED-ikäryhmiä on useita muitakin, ja niiden sisälläkin on muutamien miljoonien vuosien hajontaa. Kraatterilaskujen Antonialle ja Licinialle antamat iät puolestaan ovat täysin malleista riippuvaisia, eikä kukaan toistaiseksi tiedä, mikä malleista on lähimpänä totuutta. Ne ovat kuitenkin ainoat kraatterit, jotka nykyisen käsityksen mukaan pystyvät selittämään suuren osan tunnetuista HED-meteoriiteista. Niinpä siihen saakka kunnes jotain paremmin perusteltua esitetään, olen valmis hyväksymään, että oma pieni palaseni Vestaa lähti liikenteeseen juuri Liciniasta.
Minua voi kai moittia parantumattomaksi romantikoksi, mutta Vestan ja HED-meteoriittien tarina on minusta tavattoman kaunis. Kiikarilla näkemäni piste, ehkäpä noin 4,567 miljardia vuotta sitten syntynyt ja sulanut pikkuplaneetta, miljardi vuotta sitten tapahtunut valtava törmäys, 49 miljoonaa vuotta sitten sattunut pienempi törmäys, burkinafasolaisen kylän kivisade kaksikymmentä vuotta sitten ja vitriinissäni oleva kivenmurunen muodostavat yhden suuren polveilevan kertomuksen. Siinä on vielä pieniä aukkoja, mutta suurimmalta osin tarinan sivujuonet muodostavat loogisesti etenevän kokonaisuuden. Juuri tällaisten tarinoiden vuoksi planeettageologian tutkimus on niin äärimmäisen kiehtovaa.
Muokkaus 20.12.2019: Toiseksi viimeinen kappale oli kohteen kertaan. Yhdelläkin pärjää.