Esitelmä Auringon vaikutuksesta

Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli vuorossa professori Esa Kallio, jonka aiheena oli 7.4.2009 Sähköistävä Aurinko. Esitelmä oli Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Helsingin yliopiston Vapaan sivistystyön toimikunta esitelmän. Esitelmällä oli 39 kuulijaa.

Auringon vaikutuspiiriin kuuluu planeettoja, kuita, asteroideja ja komeettoja. Vaikutus kohdistuu näiden aurinkokunnan kappaleiden lähiavaruuteen, ilmakehiin ja pintoihin. Tämän "sähköistävän" vaikutuksen aiheuttavat Auringon lähettämä valo ja Auringon hiukkasvirtaus eli aurinkotuuli.

Auringon vaikutuksia mitataan tällä hetkellä monen avaruusluotaimen voimin. Messenger-luotain antaa uutta tietoa Merkuriuksesta, Venusta kiertää Venus Express -luotain, Selene (Kaguya)-luotain on mitannut omaa kuutamme ja Mars Express -luotain tutkii Marsia. Cassini-luotaimen kohteena ovat Saturnus sekä sen kuut. Rosetta-luotain matkaa kohti komeettaa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Esitelmä loi lyhyen yleiskatsauksen Auringon vaikutuksista eri aurinkokunnan kohteisiin sekä tarjosi esimerkkejä käynnissä olevien avaruusluotainmittausten tuloksista ja mittausten tulkinnan apuna käytettävistä tietokonesimulaatioista.

Esitelmöitsijä valmistui Helsingin yliopistosta tohtoriksi teoreettisesta fysiikasta v. 1996. Hän tutkii kuinka Aurinko vaikuttaa aurinkokunnan kohteisiin, erityisesti maankaltaisen kappaleiden ilmakehiin. Hän on mukana useissa luotaimissa olevissa hiukkasmittalaiteprojekteissa. Hän on myös tehnyt työtä globaalisten tietokonesimulaatioiden parissa.

Klikkaa kuvaa!
Professori Esa Kallio esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.

Auringon vaikutus

Esitelmässä käsiteltiin Auringon vaikutusta Merkuriukseen, Venukseen, Maan Kuuhun, Marsiin, komeettoihin ja Saturnuksen Titan-kuuhun. Lyhyesti mainittiin myös aurinkokunnan ulkopuolella olevat eksoplaneetat.

Aurinko vaikuttaa painovoimallaan, niin että planeetat pysyvät Aurinkoa kiertämässä. Aurinko vaikuttaa myös säteilyllään mm. valollaan, niin että esim. maapallolla on sopiva lämpötila ja valoisaa päivällä. 1900-luvun puolessa välissä huomattiin, että Aurinko lähettää myös hiukkassäteilyä, jota nimitetään aurinkotuuleksi.

Avaruusluotaimet ovat avainasemassa Auringon vaikutusten tutkimuksessa. Myös Suomi on aktiivisesti mukana Auringon vaikutusten tutkimuksessa.

Auringon ominaisuudet

Aurinko on tavallinen normaali tähti. Sen läpimitta on 1,4 miljoonaa km (Kuun etäisyys Maasta on 380 000 km), kun Maan läpimitta on vain 13 000 km. Jos Aurinko olisi koripallon kokoinen, Maan läpimitta olisi 2,2 mm.

Esitelmöitsijä näytti SOHO-luotaimen Auringosta 4.4.2009 ottamaa kuvaa, jossa ei näy ainuttakaan auringonpilkkua. Auringonpilkkujen määrä vaihtelee keskimäärin 11 vuoden jaksoissa. Auringonpilkkujen katoaminen auringonpilkkuminimissä ei kuitenkaan ole mitenkään ainutlaatuista.

Aurinko SOHO-avaruusluotaimen kuvaamana 13.4.2009. Kuva SOHO.

Merkurius

Merkurius on pienin kahdeksasta planeetasta. Sillä ei ole ilmakehää ja siltä osin se muistuttaa meidän Kuutamme. Merkuriuksella on kuitenkin heikko sisäinen magneettikenttä.

Merkuriusta on tutkinut kaksi avaruusluotainta. Mariner 10 tutki Merkuriusta vuosina 1974-75. Mariner teki vain kolme ohilentoa, eikä se saanut kuvattua kuin n. 45 % planeetan pinnasta.

Parhaillaan Merkuriusta tutkii NASAn Messenger-luotain. ESAn Bepi Colombo -luotain on tarkoitus lähettää Merkuriukseen 2013 ja se saapuu perille 2020. Tässä luotaimessa Suomi on vahvasti mukana.

Messenger on saanut selville, että Auringon valo ja aurinkotuuli irrottavat Merkuriuksen pinta-ainesta, mm. natriumia ja kalsiumia, jotka muodostavat eräänlaisen "ilmakehän" Merkuriukselle.

Venus

Venuksella on hyvin tiheä ilmakehä ja sen pinnalla on valtava kuumuus, joka johtuu irralleen päässeestä kasvihuoneilmiöstä. Venuksella ei ole omaa sisäistä magneettikenttää.

Venusta on tutkittu lukuisilla luotaimilla. Esitelmöitsijä tarkasteli tarkemmin ESAn Venus Express -luotainta, joka on tutkinut Venusta vuodesta 2006.

Venus Expressin seitsemän mittalaitetta tutkivat Venuksen ilmakehää. Ilmatieteen laitos on osallistunut Aspera-4 -mittalaitteen suunnitteluun ja rakentamiseen. Laitos on toimittanut mittalaitteeseen sen päätietokoneen ja ohjelmiston. Ilmatieteen laitos tulkitsee Venus Expressin mittauksia omien tietokonesimulaatioiden avulla.

Venus Express on lähes kopio Mars Express -luotaimesta.

Kuu

Kuuta on tutkinut mm. Japanin Kaguya (Selene) -luotain, joka lähetettiin vuonna 2007. Esitelmöitsijä sanoi, että YouTubessa on lukuisia Selenen ottamia videoita Kuusta.

Intia lähetti viime syksynä Kuuhun Chandrayaan-1 -luotaimen. Hankkeessa on ollut mukana myös Helsingin yliopisto.

Mars

Marsilla on ohut ilmakehä. Siellä on myös melko kylmä, lämpötila ei yleensä nouse nollan yli. Mars kuitenkin muistuttaa eniten Maata, sinne suunnitellaan miehitettyä lentoa.

Mars Express -luotain oli perillä Marsissa joulukuussa 2003. Sen seitsemän mittalaitetta tutkii Marsin ilmakehää, pintaa ja sisusta. Ilmatieteen laitos on osallistunut Aspera-3 -mittalaitteen suunnitteluun ja rakentamiseen. Laitos on toimittanut mittalaitteeseen sen päätietokoneen ja ohjelmiston.

Mars Express etsi erityisesti vettä. Marsin pinnalla on runsaasti merkkejä veden vaikutuksesta, mutta vesi on suurimmaksi osaksi hävinnyt, kenties Marsin pinnan alle.

Esitelmöitsijä tarkasteli myös ilmakehän kehityslinjaa Venuksen, Maan ja Marsin välillä. Kaikki nämä planeetat kuuluvat Auringon elämän vyöhykkeeseen tai sen reuna-alueelle. Venus on hyvin kuuma ja sillä on hyvin tiheä ilmakehä. Mars taas on hyvin kylmä ja sillä on hyvin harva ilmakehä. Maa on keskiarvo näistä kahdesta planeetasta ja luultavasti ainoa, jossa on elämää.

Komeetat

Komeetoissa Auringon vaikutus näkyy kaikkein selvimmin. Itse asiassa komeettoja ei lainkaan näkyisi ilman aurinkotuulta ja säteilypainetta.

Klikkaa kuvaa!
Komeetta Hyakutake vuonna 1996. Kuva Nasa.

Komeettojen ydinkappale on vain muutaman kilometrin kokoinen. Kun komeetta tulee riittävän lähelle Aurinkoa (yleensä Marsin radan sisäpuolelle), komeetalle muodostuu koma eli huntu, ja pyrstö. Pyrstö muodostuu kahdesta osasta, kaasu- ja pölypyrstöstä

Rosetta-luotain lähetettiin avaruuteen maaliskuussa 2004. Sen tarkoituksena on tutkia komeetta Churyumov-Gerasimenkoa vuonna 2014. Sen pitäisi laskeutua komeetan pinnalle 10.11.2014.

Koska komeetan rata on aika soikea, luotaimen matka komeetan luo on mutkikas. Se ohittaa Maan kolme kertaa ja kerran Marsin.

Komeetan ydinkappale on kooltaan 3x5 km. Se kiertää Auringon 6,6 vuodessa. Sen pienin etäisyys Auringosta on 1,3 ja suurin etäisyys 5,7 AU:ta (1 AU on Maan keskietäisyys Auringosta eli 150 milj. km).

Saturnuksen Titan-kuu

Cassini-luotain lähetettiin Saturnukseen 1997. Cassinin Hyugens-laskeutuja laskeutui Titan-kuun pinnalle v. 2004. Cassini jatkaa mittauksia edelleen, suunnitelmien mukaan ainakin vuoteen 2010.

Titan on aurinkokuntamme toiseksi suurin kuu. Sen läpimitta on yli 5000 km. Kuu on siitä erikoinen, että sillä on tiheä ilmakehä.

Klikkaa kuvaa!
Prof. Kallion esitelmää kuunteli 39 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.

Eksoplaneetat

Aurinkokunnan ulkopuolisia eksoplaneettoja löytämään ja tutkimaan on lähetetty Corot-satelliitti joulukuussa 2006. Juuri 6.3.2009 on lähetetty Kepler-avaruusteleskooppi. Sen tarkoituksena on löytää myös maanmassaisia planeettoja. Toistaiseksi on löydetty yleensä helpoimpia tapauksia eli massiivisia planeettoja läheltä emotähteään. Eksoplaneettoja on löydetty jo yli 300 kpl.

Suunnitelmissa on Darwin- ja TPF-luotaimen lähettäminen eksoplaneettoja tutkimaan. Useimmat eksoplaneetat on toistaiseksi löydetty maanpinnalta.

Kevätkauden viimeinen esitelmä Kirkkonummen Komeetan sarjassa on dos. Harry Lehto Turun yliopistosta, jonka aiheena on Elämää maailmankaikkeudessa. Esitelmä on tiistaina 5.5. Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa Asematien varrella. Vapaa pääsy, tervetuloa!

Seppo Linnaluoto