Muita tähtiä kiertäviä eksoplaneettoja tunnetaan varmuudella jo melkein 2 000 ja varmistamattomia havaintoja on yli 3 500. Suurin osa planeetoista on löytynyt niiden kulkiessa tähtensä editse ja himmentäessä aavistuksen verran tähden valoa. Tähän perustuu esimerkiksi Kepler-avaruusteleskoopin toiminta.

Eksoplaneettojen ominaisuuksien selvittäminen onkin paljon hankalampaa. Nyt on kuitenkin onnistuttu ensimmäisen kerran määrittämään Maata pienemmälle eksolle sekä koko että massa. Kepler-138b-planeetan läpimitta on uusien tulosten mukaan jokseenkin sama kuin Marsin ja massa hieman sitä pienempi.  

Kepler-138 on punainen kääpiötähti, jonka etäisyys Aurinkokunnasta on noin 200 valovuotta. Siltä on löydetty kolme planeettaa, jotka kaikki näyttävät Maasta katsottuna kulkevan aika ajoin tähden editse. Mittaamalla tähden valon himmeneminen tällaisen ylikulun aikana saadaan selville planeettojen koot.

Niiden punnitseminen onnistuu niin ikään ylikulkuja tarkkailemalla. Planeetat vaikuttavat vetovoimillaan toistensa liikkeisiin, joten ylikulkujen säännönmukaisuudessa on pieniä heittoja. Kepler-avaruusteleskoopin havainnoista saatiin ajoitettua ylikulut niin tarkasti, että niiden perusteella pystyttiin laskemaan myös kolmannen planeetan massa.

Kolmesta planeetasta pienin eli Kepler-138b on selvästi Maata kevyempi ja pienempi. Sen massa on alle kymmenesosa Maan massasta ja läpimitta noin 6 600 kilometriä, kun Marsin läpimitta on hieman alle 6 800 kilometriä. 

Kaksi muuta planeettaa ovat läpimitaltaan noin puolitoista kertaisia Maahan verrattuna. Kepler-138d on massaltaan Maan luokkaa, Kepler-138c noin neljä kertaa massiivisempi. 

Kahden isomman planeetan läpimitat ja massat on määritetty jo aiemmin, mutta niitäkin saatiin nyt tarkennettua. Kaikki kolme planeettaa kiertävät tähteään lähempänä kuin Merkurius Aurinkoa. Ne ovat siten kuumia maailmoja, joiden pinnalla olosuhteet ovat liian ankarat elämälle.

Eksoplaneettatutkimuksesta kerrottiin Pennsylvania State Universityn ja NASAn uutissivuilla, ja se julkaistaan tänään Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA

Naapuriplaneetallamme ei ehkä sittenkään ole koskaan lainehtinut vettä. Vastikään julkaistun tutkimuksen mukaan kahdesta vaihtoehtoisesta ilmastomallista – lauhkea ja kostea (kuvan vasen maailma) tai kylmä ja kuiva – ankeampi vaikuttaa todennäköisemmältä.

Mars on ollut mahdollisesti jo vuosimiljardeja sitten hyvin kolea maailma. Lämmintä ajanjaksoa ei ollutkaan, pohjoista pallonpuoliskoa ei peittänyt laaja meri eivätkä jokilaaksot syntyneet sateiden seurauksena vaikka moinen ajatus on viime aikoina tullut yhä suositummaksi.

Robin Wordsworthin johtama ryhmä tutki Marsin kaasukehän virtausmallin avulla erilaisia vaihtoehtoja veden kiertoliikkeelle 3–4 miljardia  vuotta sitten.  

Yhdessä versiossa Marsin oletettiin olleen lämmin ja vetinen maailma, missä keskilämpötila olisi ollut noin 10 celsiusastetta, ja toisessa jäätävän kylmä keskimääräisen lämpötilan laskiessa 48 pakkasasteeseen.

Tutkijaryhmän mukaan kylmä malli sopii paremmin yhteen Auringon kehityshistorian ja Marsin akselin kaltevuuden menneiden vaihteluiden kanssa. Koska Mars on kauempana Auringosta kuin Maa, se saa tällä hetkellä noin 43 prosenttia Maahan lankeavasta Auringon säteilyenergiasta. 

Nuoren Auringon arvellaan olleen 25 prosenttia nykyistä himmeämpi, joten lämpöä oli tarjolla varsin niukalti. Lisäksi se kohdistui suurelta osin Marsin napaseuduille, sillä planeetan pyörimisakseli oli ajoittain sen kiertoradan tasossa.

Silloin nykyisin navoilla olevat jäätiköt olivat päiväntasaajan seutuvilla, missä on suurin osa veden uurtamista pinnanmuodoista. Kylmä malli näyttäisi siis selittävän – hieman yllättäen – paremmin myös veden jättämät jäljet. 

Lämmin malli vaatii paljon enemmän epätodennäköisiä olettamuksia. Vaikka otettaisiin huomioon muinaisen Marsin tiheämpi kaasukehä sekä pilvien, pölyn ja kasvihuoneilmiön lämmittävä vaikutus, on kosteaa ja lämmintä ajanjaksoa hyvin vaikea selittää.

Vaikka lämmintä mallia muokattiin siten, että Marsista kehittyi "väkisin" lauha maailma, sillä ei pystytty saamaan aikaan jokiuomien muodostamia verkostoja eikä myöskään niiden keskittymistä päiväntasaajan seuduille.

Mikäli Mars todella olisi ollut lämmin paikka, ilmastomallin mukaan sateita olisi ollut eniten Arabian ja Hellaksen alueilla, missä veden kovertamia laaksoja ei juuri näy. Sen sijaan seuduilla, joilla niitä on runsaasti, sademäärät olisivat jääneet alle kymmenesosaan Arabian ja Hellaksen vastaavista.

Kylmä mallikaan ei silti ole täydellinen. Vaikka sen mukaan jäätä on aikoinaan kertynyt alueille, joille vesi on jättänyt kiistattomat jälkensä, jonkin tekijän on täytynyt aiheuttaa jään sulamista. Hyvinä kandidaatteina pidetään asteroidien törmäyksiä ja vulkaanista toimintaa, jotka olisivat saaneet aikaan lämpötilan nousun lyhytaikaisesti ja paikallisesti.

Kulkijoiden ja kiertolaisten välittämien tietojen perusteella tiedetään, että muinaisessa Marsissa oli järviä. Mutta kuinka pitkäikäisiä ne olivat? Esiintyikö niitä ajoittain vai pidempään? Ja edellyttikö jokilaaksojen synty sateita vai muodostuivatko ne tosiaan pelkästään lumen ja jään sulaessa?

Kysymyksiä siis riittää edelleen.

Tutkimuksesta kerrottiin AGU:n (American Geophysical Union) uutissivuilla ja se on julkaistu Journal of Geophysical Research – Planets -tiedelehden verkkoversiossa (maksullinen).

Kuva: Robin D. Wordsworth

Mars Reconnaissance Orbiter eli MRO-luotain on tehnyt punaisesta planeetasta havaintoja, jotka kertovat sen pinnalla olevan lasia. 

Parikymmenkilometrisen Alga-kraatterin keskusvuoren rinteillä lasi erottuu värikoodatussa kuvassa vihreänä. Lasin lisäksi siinä näkyy pyrokseenia (sininen) ja oliviinia (punainen). 

Lasi on syntynyt, kun planeetan pintaan on iskeytynyt suurella nopeudella avaruudesta tullut kappale. Törmäyksessä on vapautunut niin paljon energiaa, että iskukohdan kallioperä on osittain höyrystynyt ja osittain sulanut. Kun sula kivi on jähmettynyt uudelleen, se on muuttunut lasiksi.

Lasiesiintymät saattavat kertoa Marsin muinaisesta elämästä – jos sellaista on ollut. Vaikka lasin syntyessä olosuhteet ovat olleet elämän kannalta vähintäänkin vihamieliset, maapallolta tunnetaan esimerkkejä tapauksista, joissa kosmisen iskun seurauksena syntyneessä lasissa on säilynyt orgaanisia molekyylejä ja jopa kasvisolukkoa.

Elämän merkkejä on siten voinut säilyä myös marsilaisessa lasissa.

Alga ei ole ainoa kraatteri, josta on löytynyt lasia. Helppoa lasiesiintymien jäljittäminen ei kuitenkaan ole ollut. Lasin spektrijäljet siitä heijastuneessa valossa ovat hyvin heikkoja ja hankalia tunnistaa.  

Ratkaisu löytyi laboratoriosta. Kun Marsin kiviä muistuttavia mineraaleja jauhettiin hienoksi ja sulatettiin korkeassa lämpötilassa, saatiin aikaan lasia, jonka spektriä voitiin verrata punaisen planeetan pinnalta heijastuneen valon spektriin. Tällä tavoin tiedettiin, millaista signaalia piti etsiä muiden mineraalien muodostaman kohinan joukosta.

Algan ohella yksi "lasikraattereista" on Hargraves, joka sijaitsee lähellä Nili Fossaen vajoamalaaksoa. Aluetta harkittiin vajaa kymmenen vuotta sitten Curiosity-kulkijan laskeutumispaikaksi ja se on ehdolla vuonna 2020 laukaistavan Mars-kulkijan tutkimuskohteeksi. 

Nili Fossaessa on havaittu merkkejä muinaisesta hydrotermisestä toiminnasta, mikä on saattanut tehdä siitä aikoinaan elämän kannalta otollisen paikan. 

Löydöstä kerrottiin NASAn uutissivuilla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL/University of Arizona

Päivitys perjantaina illalla: Torstaille, ja sen jälkeen viikonlopulle suunniteltu koelento on lykätty epäsuotuisan sään vuoksi aikaisintaan maanantaiksi 8. kesäkuuta.

NASA testaa tänään omituista, hieman lentävältä lautaselta näyttävää alusta. Se nostetaan kaasupallolla 36 kilometrin korkeuteen, mistä se pudotetaan alas. Pallo lähetetään ilmaan arvion mukaan klo 20:30 Suomen aikaa Havaijilta ja toiminta alkaa kolmen tunnin kuluttua, kun pallo on saavuttanut halutun korkeuden.

Kun alus irrotetaan kaasupalloon kiinnitetystä köydestä, saavat  neljä pientä rakettimoottoria aluksen pyörimään akselinsa ympäri kuin hyrrän.

Sen jälkeen voimakkaampi rakettimoottori alkaa työntää “lentävää lautasta” ylöspäin. Se saavuttaa noin 55 kilometrin korkeuden, kun moottorin polttoaine loppuu. Siellä ohjausrakettimoottorit nyt lopettavat lentoa vakauttaneen pyörimisliikkeen, ja alus alkaa pudota alas kohti Maata. 

Syy siihen, miksi NASA nostaa avaruuslaitteen stratosfääriin ja haluaa sen tulevan sieltä alas on yksinkertainen: laitteen tarkoituksena on testata uudenlaista laitteistoa Marsiin laskeutumista varten ja yläilmakehässä ilman tiheys vastaa Marsin ohuen kaasukehän tiheyttä. Jos siis systeemi toimii stratosfäärissä, se toimii myös Marsissa.

Tämän “lentävän lautasen” koko nimi on LDSD ja sillä on SIAD, eli kyseessä on ohuessa kaasussa toimiva supersooninen jarrulaitteisto (Low Density Supersonic Decelerator) ja se käyttää kehitteillä olevaa supersooninen puhallettava aerodynaaminen jarrulaitteistoa (Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator). 

Suomeksi tämä tarkoittaa sitä, että kyseessä on alus, missä on auton ilmatyynyn tapaan räjähdyspanoksien kehittämän kaasun voimasta auki puhaltuva ilmapussi, joka on muotoiltu Marsiin saapuvien alusten lämpökilven muotoiseksi ja päällystetty lämpöä kestävällä materiaalilla. Alukset tarvitsevat tätä kilpeä, koska Marsin kaasukehä kuumentaa saapuvaa alusta – etenkin kun se syöksyy suoraan Marsiin planeettainvälisestä lennosta – ja samalla kaasukehän kitka hidastaa lentoa. 

Itänaapurimme, Yhdysvaltain, Euroopan, Japanin ja Intian jälkeen nyt myös Yhdistyneet Arabiemiraattikunnat ovat laukaisemassa oman luotaimensa Marsia tutkimaan.

Viime kuussa julkistetusta hankkeesta on nyt kerrottu julkisuuteen myös lisätietoja. Luotain laukaistaan matkaan vuoden 2021 laukaisuikkunassa ja se lentää tyypilliseen Mars-luotaimien tapaan 60 miljoonan kilometrin matkan Maasta Marsiin yhdeksässä kuukaudessa.

“Emiraattien luotain on Islamilaisen maailman ensimmäinen askel avaruuden tutkimukseen”, sanoo sheikki Khalifa bin Zayed Al Nahyan, Yhdistyneiden arabiemiraattikuntien presidentti.

“Aiomme todistaa, että myös me pystymme tuottamaan tieteellisesti kiinnostavia tietoja ihmiskunnalle. Tavoitteemme on rakentaa Arabiemiraattikuntiin teknistä ja intellektuaalista kapasiteettia, jonka avulla voimme käyttää avaruustekniikkaa siten, että se hyödyttää maamme kehitystä.”

Erityisesti Emiraatit ja Qatar ovat pyrkineet kehittämään viime aikoina tieteellisteknistä osaamistaan ja palkanneet runsaasti ulkomaisia asiantuntijoita. Ne ovat investoineet varsin paljon tutkimukseen myös ulkomailla ja pyrkineet irti perinteisen muslimimaan maineesta, vaikka pohjimmiltaan Islam toki värittää maita voimakkaasti. 

“Vaikka Lähi-idässä on runsaasti jännitteitä ja konflikteja, haluamme osoittaa että arabit voivat olla myös saavuttaa jotain positiivista, kunhan olosuhteet ovat oikeat ja meille annetaan mahdollisuus”.