Skip to header Skip to main navigation Hyppää pääsisältöön Skip to footer

Main navigation

  • Etusivu
  • Aihealueet
    • Avaruus
    • Tiede
    • Tekniikka
    • Luonto ja ympäristö
    • Terveys ja lääketiede
    • Ihmiset
    • Taide
    • Paikkoja
    • Arvioita
  • Videot ja podcastit
  • Uusimmat jutut listana
  • Jutturuletti
  • Tiedekiinnostavuuskartta
Tiedetuubi

Temerairen auringonlasku

Markus Hotakainen

HMS Temeraire oli Kuninkaallisen laivaston Neptunus-luokan sota-alus, joka oli käytössä peräti 40 vuoden ajan. Se valmistui vuonna 1798 Chathamin telakalla ja purettiin lopulta Rotherhitessa, Thamesin rannalla vuonna 1838. Temeraire oli mukana Trafalgarin kuulussa meritaistelussa ja se seilasi Itämerelläkin vuonna 1809, kun brittisaattueet tarvitsivat järeää suojaa tanskalaisia tykkiveneitä vastaan.

Temerairen vaiheista on tehty lukuisia maalauksia, mutta tunnetuin niistä on Joseph Mallord William Turnerin (1775–1851) The Fighting Temeraire tugged to her last berth to be broken up, 1838 (1839), joka kuvaa laivan viimeistä matkaa. Brittien suosikiksi äänestetyssä maalauksessa purettavaksi määrättyä alusta hinataan pitkin Thamesia. Aurinko on laskemassa osin pilvien peittämään horisonttiin, mutta pilvien lomasta pilkistää vajaa puolikas Kuu. Oliko Turner uskollinen todelliselle tilanteelle?

Ainakaan laivan osalta ei ollut, sillä siitä oli jo ennen hinausta irrotettu mastot, vaikka maalauksessa Temerairen purjeetkin ovat vielä paikoillaan. Kun Turner halusi tallentaa maalaukseen laivaston entisen ylpeyden, mastoton laivanraato ei olisi ollut kovin ylevä näky jälkipolville säilytettäväksi.

Aurinko tai Kuu esiintyy monissa muissakin Turnerin maalauksissa, mutta yleensä niistä on mukana vain jompi kumpi. Lisäksi Kuu on useimmiten täysi ja kumottaa pilvien raosta ainoana taivaalla näkyvänä kohteena, aavemaista kajastusta luovana valonlähteenä. The Fighting Temeraire -maalauksessa on kumpainenkin – sekä Aurinko että Kuu – ja Kuu on vajaa puolikas. Vastaako maalaus taivaankappaleiden osalta todellisuutta? 

Ensimmäinen ongelma on ilmansuunnissa. Temerairea hinattiin pitkin Thames-jokea lopulliselle lepopaikalleen lännestä päin eli kohti auringonlaskua – siis täsmälleen päinvastaisesta suunnasta kuin maalauksessa. Auringonlaskuun hitaasti lipuva laivavanhus olisi ehkä ollut liiankin vertauskuvallinen näky. 

Taistelulaivan tiedetään tehneen viimeisen matkansa 5.–6. syyskuuta 1838. Kuu oli silloin vähenevässä vaiheessa, sillä täysikuu oli ollut aamulla 4. syyskuuta. Siten Kuu ei näkynyt auringonlaskun aikaan ollenkaan, vaan nousi vastakkaisesta horisontista vasta noin tuntia myöhemmin. Maalauksessa Kuu on kuitenkin kasvava, ehkä neljän vuorokauden ikäinen. Kuu on myös Auringon suhteen hyvin korkealla. 

Syksyllä Kuu on tuossa vaiheessa paljon matalammalla, sillä kasvava Kuu näkyy parhaiten keväällä, vähenevä syksyllä. Maalauksessa kuvattu tilanne vastaisi Auringon ja Kuun osalta vuodenvaihteen jälkeistä aikaa, tammi–helmikuuta. Myöhemmin keväällä kasvava Kuu on Lontoon horisontissa vielä korkeammalla.

Miksi Turner päätyi kuvaamaan maalauksessaan näkymän, joka ei vastaa todellisuutta? Samaan tapaan kuin vielä eheän laivan myös Auringon ja Kuun on tulkittu olevan vahvasti symbolisia elementtejä. Horisonttiin painuva Aurinko kuvastaa yhden aikakauden päättymistä Kuninkaallisen laivaston historiassa ja korkealla taivaalla näkyvä kasvava Kuu puolestaan uuden, teollisen ajan alkua. 

Maalauksen tarkempi analyysi edellyttäisi huolellista arkistojen penkomista ja vanhojen karttojen vertailua, mutta jo tällaisella pikaisella tarkastelulla käy selväksi, että tässä maalauksessa Turner ei ikuistanut luonnonilmiöitä erityisen uskollisesti, vaan valjasti ne symboleiksi kuten taiteessa usein on tapana. Mikä on ihan okei.

The Fighting Temeraire on parhaillaan esillä Lontoossa National Maritime Museumissa, jonka laaja Turner-näyttely jatkuu ensi huhtikuuhun saakka. 

Kuva: National Gallery, London

 

 

 

ISON leikki kohtalollaan, ydin saattoi selvitä

Auringon vaikutukset lähellä
Auringon vaikutukset lähellä
Jari Mäkinen

Kuten nyt tiedetään, ISON ei selvinnyt kokonaisena likiliippauksestaan Auringon ohitse – mutta se ei sinällään ollut yllätys.

Toki toivoimme, että se olisi pullahtanut näkyviin Auringon takaa upeana komeettana, joka olisi komistuttanut joulukuun taivasta, mutta kovin monet aiemmat aurinkohipojat ovat osoittaneet, että ohilento oli kohtalon kanssa leikkimistä. Emme tietäneet millainen ISONin ydin oli, mutta nyt tiedämme hieman enemmän.

Tuoreimmat tiedot (perjantaina aamulla) kertovat, että komeetan ydin, tai osia siitä, olisi saattanut selvitä ohituksesta, mutta Auringon polte olisi kuorinut siitä kaiken höyrystyvän pois päältä. ISONista ei tule suurta komeettaa taivalle, mutta se tosiaan saattaa osoittautua erittäin kiinnostavaksi!

Olosuhteet Auringon lähellä

Lähimpänä Aurinkoa ollessaan ISONin ja kuuman tähden pinnan välinen etäisyys oli noin 1 200 000 km. Nopeutta ISONilla oli silloin huimat 1 351 848,96 km/h (375 kilometriä sekunnissa).

Aurinko kuumensi sitä voimakkaasti, mutta niin se oli tehnyt jo aiemmin: mitä lähemmäksi ISON tuli Aurinkoa, sitä enemmän Aurinko korvensi sitä. Siitä olivat merkkinä paitsi komea pyrstö, niin myös monet vaihtelut komeetan ytimessä ennen Auringon lähelle saapumista.

Ydin todennäköisesti oli alkanut jo hajota osiin, jolloin lähellä Aurinkoa kuumuus käytännössä höyrysti sen. Otsikkokuvanamme on kaavio olosuhteista Auringon luona. Asteikkona on etäisyys Auringon pinnasta Auringon säteinä ja ISONin lähietäisyys on sininen katkoviiva keskellä.

Ensimmäinen palkki kertoo sen, miten nestemäinen kappale ja kiinteä kappale käyttäytyvät Auringon lähellä. Kyseessä on ns. Rochen raja, joka ilmaisee sen, että täysin kiinteä kappale hajoaa osiksi palkin alaosan etäisyydellä ja täysin nestemäinen (jäätä sisältänyt) kappale höyrystyy palkin yläosassa.

Jos kappale on kiinteän ja nestemäisen sekoitusta, se on jossain välissä. ISON oli nähtävästi juuri siinä välissä. Höyrystyminen ilmoittaa kuinka voimakkaasti Auringon säteily kuumentaa kappaletta ja sulamispalkki viittaa siihen, missä alle 1 mikronin kokoiset mikrometeoroidit höyrystyvät Auringon lähellä. Näkyvyys ilmaisee ennen ohilentoa tehdyn arvion siitä miten hyvin komeetasta irtoavien pikkukappaleiden ja pölyn oletettiin näkyvän ultraviolettivalossa.

Olennaisimmat ja yksiselitteisimmät ovat palkeista ensimmäinen ja toinen: ISON oli enemmän vetinen ja Aurinko poltti sitä kuumasti. Ja voi siis olla, että sen kivinen ydin on nyt kiitämässä poispäin Auringosta radallaan, mutta emme vielä ole nähneet sitä kunnolla. Kun pyrstö on poissa, pyrstötähteä on vaikea nähdä.

Jo Merkurius on kova paikka

Auringon kova polte on ongelma jo aurinkokunnan sisimmän planeetan Merkuriuksen luona ja sinne lentäviä luotaimia on jouduttu varustamaan erityisesti Auringon lämmitystä vastaan. Auringosta tuleva lämpövuo on Merkuriuksen etäisyydellä yli kymmenen kertaa suurempi kuin Maan etäisyydellä. Sen vuoksi Merkuriusta kiertävän luotaimen Auringon puoleinen kylki kärventyy noin 360 asteen kuumuudessa.

Eikä varjopuolella ole välttämättä paljoa viileämpää, sillä Merkuriuksen pinta hohtaa lämpöään avaruuteen myös voimakkaasti. Auringon säteilemä energia neliömetrille on noin 15 kilowattia. Lämpöhallinta onkin ollut eräs suurimmista ongelmista BepiColombo-nimisen luotaimen tekemisessä. Kyseessä on Euroopan avauusjärjestön vuonna 2015 laukaistava luotain Merkuriukseen ja sen kanssa tekee työtä mm. suomalainen Harri Laakso.

“Bepin tekeminen osoittautui työn kuluessa paljon vaativammaksi kuin alun perin oletettiin. Merkurius on hyvin vaativa ympäristö, emmekä ole koskaan aikaisemmin Euroopassa tehneet sellaiset vaatimukset täyttävää avaruuslaitetta.”

“Bepi tulee kiertämään Merkuriusta radalla, joka vie sen hyvin lähelle planeetan pintaa, ja silloin planeetan pinnasta hohkaa alukseen yksi kolmasosa Auringon lämpövuosta lisää", kertoo Laakso.

"Lisähaitta on se, että nämä kaksi lämpövuota tulevat eri suunnista; luotain halutaan pitää koko ajan sellaisessa asennossa, että sen tutkimuslaitteet osoittavat suoraan alaspäin kohti Merkuriuksen pintaa, jolloin lopulta vain yksi luotaimen kuudesta ulkopinnasta voidaan pitää koko ajan varjon puolella. Sinne asennetaan lämmönsäteilin, mihin lämpöä johdetaan erityisillä lämpöputkilla kaikkialta aluksen sisältä, jolloin lopulta voimme pitää mittalaitteet, elektroniikan ja luotaimen sisuskalut jotakuinkin huoneenlämmössä, maksimissaan 40°C:n lämpötilassa. Tämän suunnittelu on ollut haastavaa.”

“Vielä olennaisempi viivytys tuli aurinkopaneeleista. Aioimme käyttää aluksi luotaimessa uudenlaisia yhdistepuolijohdeaurinkokennoja, mutta niiden lämmönkestävyys osoittautui luvattua huonommaksi. Emme voineetkaan käyttää niitä, joten jouduimme suunnittelemaan aurinkopaneelit uusiksi ja se vaikutti moneen muuhunkin asiaan.”

Siinä missä luotaimen runko voidaan suojata hyvin erilaisilla keraamisilla materiaaleilla tai muunlaisilla eristeillä, on aurinkopaneelien tehtävänä osoittaa Aurinkoon. Silloin ne kuumenevat, ja vaikka voimakkaan Auringon paisteen ansiosta paneelit voivat olla pienet ja käytännössä niiden pinta voi olla suurelta osin peilimäinen, silti ne joutuvat suuren lämpörasituksen kohteeksi.

Voimakas Auringon säteily myös heikentää nopeasti paneelien hyötysuhdetta, joten paneelien pitää olla hieman suuremmat kuin teoreettisesti niiden tulisi olla. BepiColombossa käytetään nyt perinteisiä Galliumarsenidi-kennoja, jotka on erikoispinnoittamisen lisäksi käännetty vinoon V-asentoon, eli ne eivät osoita suoraan kohti Aurinkoa.

Paneeleita ja muita BepiColombossa käytettäviä tekniikoita on testattu erilaisissa koepenkeissä koko projektin ajan, mutta vuoden 2011 lopussa ESTECissä alkanut testikampanja oli ensimmäinen, missä koko luotain lopullisessa muodossaan altistettiin todellisille avaruuden olosuhteille. Siksi ESTECin suuri avaruussimulaattori piti virittää uudelleen vastaamaan Merkuriuksen olosuhteita: simulaattorin “Aurinko” muutettiin tehokkaammaksi, jolloin tyhjökammion seinien jäähdytystä piti puolestaan tehostaa. Sekin vaati omat temppunsa...

Vaikka rahaa on palanut ja aikaa on mennyt suunniteltua enemmän, on tästä kaikesta hyötyä vastaisuudessa. ESA on suunnittelemassa luotainta, joka menisi tutkimaan Aurinkoa hyvin läheltä, ja silloin BepiColombon testatut tekniikat ja niiden kanssa kerätyt kokemukset tulevat tarpeeseen.

Luotain Auringon lähelle

ESA ja NASA ovat suunnitelleet jo pitkään yhdessä ja erikseen myös luotaimia, jotka lentäisivät mahdollisesti vain kolmen Auringon säteen päähän Auringosta ja tekisivät siellä mittauksia.

Lopulta vuoden 2012 alussa projekti nytkähti eteenpäin ja Solar Orbiter -niminen ESAn tekemä luotain on tarkoitus laukaista tammikuussa 2017 Nasan rahoittamalla raketilla matkalle kohti Aurinkoa. Luotaimen tehtävänä on mitata heliosfääriä ja aurinkotuulta sekä luonnollisesti kuvata Aurinkoa hyvin läheltä, paljon Merkuriuksen rataa lähempää.

Suunnitelman mukaan luotain uskaltautuu vain 30 Auringon halkaisijan päähän siitä, noin 0,28 AU:n etäisyydelle.

Seitsenvuotiseksi kaavaillun lennon päätteeksi se todennäköisesti ohjataan vieläkin lähemmäksi ja syöstään lopulta Aurinkoon. Se siis pysyttelisi aluksi "turvallisen" matkan päässä, mutta kokisi lopulta ISONin kohtalon: Aurinko höyrystäisi sen.

Tällaisen luotaimen tekeminen on hyvin vaikeaa, sillä lämpötila Auringon lähellä on korkea, yhteydenpito alukseen vaikeaa ja valoa aurinkopanee- leille jopa liikaa. Suunnitelmissa aluksen alla onkin paksu lämpösuoja ja aurinkopaneelit ovat käytännössä peilipintaisia. BepiColombon kanssa kohdatut hankaluudet koituvat nyt hyödyksi, sillä samaa tekniikkaa voidaan käyttää vielä parannettuna aurinkoluotaimessa.

Piirustuspöydällä muotoutuu vieläkin hurjempia aurinkoluotaimia, tosin tässä vaiheessa vasta ideatasolla. Eräs suunnitelma muistuttaa Tähtien sodasta tutun Darth Vaderin kypärää, sillä luotaimen tulee kestää erittäin korkeaa lämpötilaa ja sen on oltava muutenkin erinomaisen tukevaa tekoa.

Luotain tekisi itsemurhalennon Aurinkoon eli se olisi kuin Solar Orbiter, mutta lähestyisi ensin Aurinkoa vain noin neljän säteen etäisyydelle ja siitä sen annettaisiin sitten laskeutua yhä lähemmäs aurinkokuntamme keskustan tulisyöveriä. Sen viimeiset tiedot tulisivat olemaan erityisen kiinnostavia – ne vastaisivat tilannetta, missä ISON oli eilen illalla.

ISON lähestyy Aurinkoa

Markus Hotakainen

Aurinkoa vauhdilla lähestyvä ISON on näkynyt jo tovin SOHO-aurinkoluotaimen LASCO-instrumentin (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) kuvakentässä.

C3-koronagrafi kuvaa Aurinkoa 20 minuutin välein 3,2 Auringon säteen etäisyydeltä 32 säteen päähän, ja C2 – jonka kuvakenttään ISON on kohdakkoin tulossa – noin 2–6 Auringon säteen päähän. Tuoreimmista C3-kuvista koottu animaatio on alla:

ISONin kirkkaus on kasvanut vähintään nelinkertaiseksi, mahdollisesti jopa kymmenkertaiseksi sen jälkeen, kun LASCO/C3 sai sen näkyviin. Komeetan kirkkaus on nyt eri arvioiden mukaan +0,5 – -1 magnitudia eli kenties jopa samaa luokkaa kuin taivaan kirkkaimman tähden Siriuksen.

On mahdollisuuksien rajoissa, että komeetta erottuu päivätaivaalta välittömästi ennen periheliohitusta ja heti sen jälkeen, mutta mikään silmiinpistävä kohde se ei ole.

Jos komeettaa yrittää etsiä Auringon lähistöltä, pitää olla tarkkana, että kiikaria tai kaukoputkea ei suuntaa suoraan Aurinkoon: se tietää vakavia silmävaurioita.

Havaintojen perusteella ISON käyttäytyy kirkkautensa puolesta jokseenkin samalla tavalla kuin aikaisemmatkin auringonhipojat. Se ei kuitenkaan kerro mitään varmaa komeetan selviämisestä hyvin likeisestä Auringon ohituksesta.

Päivän kuva 23.9.2013: Yö on taas päivää pitempi - vai onko?

Toimitus

Näin se taas tapahtui: eilen illalla 22. syyskuuta klo 23.44 taivaalla hiljakseen liikkuva Aurinko siirtyi pohjoiselta pallonpuolelta etelän puolelle, ja näin tästä eteenpäin yöt ovat täällä pohjoisessa päivää pitempiä. Sunnuntain ja maanantain välinen yö on jotakuinkin saman mittainen, 12 tuntia, kaikkialla maailmassa, ja samoin aika auringonnoususta auringonlaskuun on 12 tuntia kaikkialla planeettamme pinnalla.

Maapallon pyörimisakseli on 23° 26′ 21,48″ kallellaan planeettojen ratatasoon nähden, joten maapallon liikkuessa Auringon ympäri radallaan, vaeltaa Aurinko tähtitaivaalla ylös ja alas siten, että syys- ja kevätpäiväntasausten aikaan se on täsmälleen päiväntasaajan kohdalla. Näin Aurinko paistaa tänään päiväntasaajalla suoraan taivaan laelta ja sijaitsee - jos loisteelta tähdet näkyisivät - neitsyen tähtijoukossa. Tämä näkyy myös hyvin kuvassa, missä ovat yön ja päivän alueet sekä Auringon sijainti Maan pinnalle projisoituna jotakuinkin syyspäiväntasauksen hetkellä. Talvella Aurinko painuu (täältä pohjoisesta katsottuna) alas etelään aina Kauriin kääntöpiirin kohdalle, ja kesällä se nousee Kravun kääntöpiirille. Kääntöpiirit ovat saaneet nimensä niistä tähdistöistä, missä Aurinko oli antiikin aikana zeniitissä, eli täsmälleen taivaanlaella.

Vaikka laskennallisesti päivä onkin tänään yötä lyhyenpi, käytännössä päivä tulee lyhyemmäksi vasta parin vuorokauden kuluttua: ilmakehän vuoksi Aurinko näyttää olevan hieman todellista ylempänä, joten päivä on yötä pitempi. Viralliset auringonnousu- ja -laskuajat kerrotaan myös Auringon yläreunan mukaan, mikä sekin tekee päivästä hieman pitemmän. Ja vielä koska päivän ja yön pituuksien ero riippuu leveysasteesta, laskee Aurinko päiväntasaajalla kohtisuoraan taivaanrantaan nähden ja napa-alueilla se liikkuu lähes horisontin suuntaisesti, ja näin tänään päivän ja yön pituuksien ero on pienimmillään päiväntasaajalla ja suurimmillaan navoilla.

Jos ilmakehää ei olisi ja Aurinko näkyisi pistemäisenä kuten tähdet, sekä yön että päivän pituus olisi päiväntasauksen aikaan tasan 12 tuntia.

Värikkäitä varjoja

Markus Hotakainen

Valon ja varjon vaihtelu helpottaa ympäröivän maailman hahmottamista – tai oikeastaan tekee sen ylipäätään mahdolliseksi. Jos katselee vaikkapa korkealta kukkulalta notkelmassa kasvavaa tiheää metsää siten, että aurinko paistaa suoraan selän takaa, puustosta on vaikea erottaa yksityiskohtia: tummat varjot jäävät auringon valaisemien puiden taakse piiloon. Varjot ovat tosiaan aina tummia, mutta ne eivät aina ole samanvärisiä.

Jos kävelee kuutamoiltana lumisella tiellä, jota valaisevat harvakseltaan sijaitsevat katulamput, lankeaa maahan kaksi varjoa. Toinen niistä on kellertävä ja toinen sinertävä. Värieron syynä on se, että Kuun valon langettamaa varjoa valaisee keltainen katulamppu. Katuvalojen luomia varjoja puolestaan valaisee Kuusta heijastunut auringonvalo. Se ei ole sinistä vaan valkoista, mutta silmä tulkitsee kontrastin takia näkemänsä sinertäväksi, ja maassa näkyy kaksi selvästi eriväristä varjoa.

Päiväsaikaan auringon synnyttämät varjot sen sijaan ovat todellisuudessakin sinisiä. Mistä niitä valaisevat vähäisempi valo on peräisin? Siniseltä taivaalta. Kun auringosta tuleva valkoinen, kaikista eri väreistä koostuva valo etenee Maan ilmakehässä, sinisen valon kulkusuunta muuttuu eniten, punaisen vähiten. Sinistä valoa leviää ympäri taivasta ja siksi sinitaivas on todellakin sininen. Samasta syystä nouseva ja laskeva aurinko on punainen: suuri osa sinisestä valosta on sironnut taivaalle.

Aurinkoisena päivänä varjot eivät välttämättä näytä sinisiltä, sillä valon ja varjon kirkkausero on niin suuri, että silmä ei erota sinistä väriä. Sinisten varjojen näkeminen on helpompaa lumen peittämässä talvimaisemassa ja erityisesti auringon ollessa matalalla – mikä Suomessa on sydäntalven päivinä vallitseva tilanne. Paitsi että yleensä aurinko on pilvien takana…

Jos aurinko kuitenkin sattuu paistamaan matalalta talviselta taivaalta, valo lankeaa maanpintaan hyvin viistossa kulmassa. Silloin lumi ei hohda yhtä kirkkaasti kuin keskellä aurinkoista kevättalven päivää. Matalalla olevan auringon valon väri on lisäksi hieman punertunutta, mikä entisestään lisää valon ja varjon kontrastia. Kun silloin tarkastelee hangen pinnalle heittyviä pitkiä varjoja, ne ovat voimakkaan sinisiä, lähes yhtä sinisiä kuin yllä kaartuva sininen taivas.

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 9
Tilaa aihepiirin aurinko RSS-syöte

AIHEALUEET

Avaruus ja ilmailu
Tiede ja tekniikka
Luonto ja ympäristö
Lääketiede ja terveys
Ihmiset ja paikat
Kirjat, elokuvat ja taide

ERIKOISTA

Tiedekiinnostavuuskartta
Jutturuletti
Suorana labrasta
eTuubi
Videot

TIEDETUUBI

Tiedetuubin esittely
Toimitus
Tiedetuubi ja tekoäly
Yhteistyökumppanit
Mediakortti
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved