Tylos, eli WASP-121b, on noin 900 valovuoden päässä meistä Peräkeulan tähdistössä sijaitseva eksoplaneetta. 

Se on vähän kuin iso ja kuuma Jupiter, kaasujättiläinen, joka kiertää tähteään niin lähellä, että vuosi siellä kestää vain noin 30 Maan tuntia. Koska planeetta on vuorovesilukittunut tähtensä kanssa, on sen toisella puolella koko ajan kuumaa ja toisella kylmää.

Tutkijaryhmä on onnistunut selvittämään nyt Tyloksen kaasukehän rakenteen kolmiulotteisesti. Kiinnostavinta ovat erityisesti tuulet kaasukehän eri kerroksissa. 

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun eksoplaneetan kaasukehästä on saatu näin yksityiskohtaista tietoa. Aiheesta julkaistiin tänään artikkeli Nature-lehdessä.

"Se, mitä löysimme, oli yllättävää: suihkuvirtaus pyörittää kaasua planeetan päiväntasaajan ympäri, kun taas erillinen virtaus kaasukehän alemmissa kerroksissa siirtää kaasua kuumalta puolelta viileämmälle puolelle", kertoo Julia Victoria Seidel, artikkelin pääkirjoittaja ja tähtitieteilijä Euroopan eteläisessä observatoriossa (ESO) sekä Nizzan observatorion Lagrange-laboratoriossa.

Suihkuvirtaus kattaa puolet planeetasta ja kiihdyttää itsensä huimaan vauhtiin planeetan kuumalla päiväpuolella. 

"Voimakkaimmatkin hurrikaanit Aurinkokunnassamme ovat rauhallisia verrattuna tähän", Seidel toteaa ESO:n tiedotteessa.

Tutkijaryhmä käytti ESO:n VLT-observatorion kaikkia neljää teleskooppia, joiden valo yhdistettiin ESPRESSO-instrumentilla siten, että teleskoopit toimivat kuin yksi, todella suuri havaintolaite. Paitsi että neljän teleskoopin valoa keräävä peilipinta-ala on suuri, niiden välinen etäisyys saa aikaan sen, että kuva on yhtä tarkka kuin olisi koko observatorion kokoisella teleskoopilla.

Samaa tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää myös muiden eksoplaneettojen kaasukehien tutkimiseen.

"VLT:n avulla saatoimme tutkia eksoplaneetan kaasukehää kolmessa eri kerroksessa", sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Leonardo A. dos Santos, joka toimii Space Telescope Science Institutessa Baltimoreissa, Yhdysvalloissa. 

Tiimi seurasi raudan, natriumin ja vetykaasun liikkeitä kaasukehässä, ja näiden avulla saatiin selvitettyä tuulet syvällä, keskikerroksissa ja pinnnalla. 

Havainnot paljastivat myös titaanin olemassaolon juuri suihkuvirran alapuolella, kuten toisessa tutkimuksessa, joka julkaistiin Astronomy and Astrophysics -lehdessä. Tämä oli myös yllätys, koska  aiemmat havainnot olivat osoittaneet titaanin puuttuvan kaasukehästä kokonaan – sitä ei ole, tai mahdollisestise on piilossa syvällä kaasukehässä.

"Nämä ovat juuri sellaisia havaintoja, joita on hyvin vaikeaa tehdä edelleen avaruusteleskoopeilla. Maanpääliset, suuret havaintolaitteet ovat edelleen hyvin tärkeitä."

VLT:tä suurempi ja parempi Extremely Large Telescope (ELT) on tällä hetkellä rakenteilla Chilen Atacaman autiomaassa. Tutkijat ovat jo etukäteen innoissaan ANDES-havaintolaitteesta, jonka avulla voidaan tehdä tällaisia havaintoja paljon nykyistä paremmin. 

Irlannissa ja Skotlannissa on parhaillaan hieman tuulista, mutta kovatkaan maanpäälliset tuulet eivät ole mitään verrattuna WASP-127b:n suihkuvirtauksiin.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on tarkkaillut WASP-127b:n kaasukehää vuodesta 2016 alkaen, ja ryhmä julkaisi 20. tammikuuta Astronomy & Astrophysics -julkaisussa työnsä tuloksia. 

Tutkijat mittasivat ESO:n VLT:n CRIRES+ -spektrometrin avulla isäntätähden valon kulkua planeetan ylemmän ilmakehän läpi, jolloin he pystyivät päättelemään se koostumusta. WASP-127b:n kaasukehässä on selvästi vedenhöyryä ja hiilimonoksidia.

Kun näiden liikettä kaasukehässä pyrittiin selvittämään, olivat tulokset aluksi hyvin omituisia:  spektrissä oli kaksi huippua. Hyvin todennäköisesti kyse on doppler-siirtymästä, eli vesihöyry ja hiilimonoksidi liikkuvat kaasukehässä meitä kohden ja poispäin. 

Tämän voi selittää parhaiten kaasujättiläisen päiväntasaaja-alueella puhaltavilla , todella nopeilla suihkuvirtauksilla.

Lisa Nortmann, Göttingenin yliopiston tutkija Saksassa ja tutkimuksen pääkirjoittaja toteaa ESO:n tiedotteessa, että tuulen nopeus on 9 km/s eli noin 33 000 km/h). Kaasu virtaa planeetan kaasukehässä siis kuusi kertaa nopeammin kuin planeetta pyörii. 

"Tämä on jotain, mitä emme ole nähneet aiemmin," sanoo Nortmann. 

"Kyseessä on nopein koskaan mitattu tuuli. Vertailun vuoksi: nopein omassa aurinkokunnassamme mitattu tuuli on Neptunuksella, missä tuulen nopeus on 'vain' 0,5 km/s (1800 km/h)."

WASP-127b on kaasujättiläinen, joka kiertää yli 500 valovuoden päässä Maasta sijaitsevaa WASP-127 -tähteä. Todennäköisesti planeetta on vuorovesilukittu, eli se planeetta pyörii oman akselinsa ympäri samaa tahtia kuin se kiertää tähteään.

Planeetta on hieman suurempi kuin Jupiter, mutta on massaltaan vain murto-osa Jupiterista. 

Suihkutuulien lisäksi tutkijat havaitsivat, että planeetan navat ovat viileämpiä kuin muu planeetta. Tämä ei ole yllättävää, kuten ei myöskään pieni lämpötilaero aamu- ja iltapäiväpuolten välillä.

Jännää sen sijaan on se, että vain pari vuotta sitten eksoplaneetoista pystyttiin määrittämään juuri ja juuri niiden massa ja rata tähtensä ympärillä, mutta nyt tähtitieteilijät pääsevät mittaamaan monia yksityiskohtiakin niistä. Kuten selvittää niiden kaasukehässä olevia tuulia.

Toistaiseksi tarvittavat spektrometrit ja mittalaitteet ovat vielä niin suuria, että ne voidaan asentaa vain maanpäällisiin, suuriin teleskoopppeihin. Avaruusteleskoopeilla on monia etuja, mutta tässä suhteessa edes suuri JWST ei kykene lähellekään samaan havaintotarkkuuteen.

(Otsikkokuvassa on taiteilijan näkemys pilvien peittämästä WASP-127b -eksoplaneetasta. Kuva: ESO / L. Calçada) 

Kummatkin sumut sijaitsevat Skorpionin tähdistössä ja ne ovat kaasusumuja, joissa syntyy uusia tähtiä.

NGC 6334 (hieman kissan käpälää muistuttava, kuvassa oikeassa yläkulmassa oleva sumu) sijaitsee noin 5500 valovuoden etäisyydellä Maasta, kun NGC 6357 (hummeria hieman muistuttava sumu vasemmalla alhaalla) on puolestaan 8000 valovuoden päässä meistä.

Kuva otettiin ESO:n Paranalin observatoriossa olevalla VST-teleskoopilla, johon on asennettu OmegaCAM -niminen kamera.

Kamera on paitsi tarkka ja herkkä, niin myös sen kuvakenttä on hyvin laaja. Sen kuvan koko on 256 megapikseliä, ja nyt julkaistun kuvan koko pikseleinä on 49511 x 39136.

Teleskooppi, missä kamera on asennettuna, ei ole siis VLT (Very Large Telescope), Paranalin kaukoputkijättiläinen, vaan lähes saman niminen VST (Very Large Telescope Survey Telescope), eli taivasta kartoittava kaukoputki. Se toimii ikään kuin VLT:n apukaukoputkena.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet ESOn VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope) ja Hubble-avaruusteleskoopilla otetuista kuvista lähitähteä AU Microscopii ympäröivästä pölykiekosta suurella nopeudella eteneviä, aaltoja muistuttavia rakenteita.

AU Microscopii -tähti on 32 valovuoden etäisyydellä Maasta ja sillä on ikää ainoastaan 12 miljoonaa vuotta. Tähteä ympäröi laaja pölykiekko, jossa saattaa olla parhaillaan käynnissä planeettojen syntyprosessi.

Kiekosta on etsitty merkkejä tihentymistä tai taipumista, sillä ne voisivat paljastaa mahdollisten planeettojen sijainnin. Vuonna 2014 etsintöjä tehtiin VLT-teleskooppiin vastikään asennetulla SPHERE-instrumentilla, jolla saavutetaan huippuluokan kontrasti. 

"Havaintomme paljastivat jotain odottamatonta", kertoo tutkijaryhmää vetänyt Anthony Boccaletti. "SPHERE-instrumentin kuvissa näkyy selittämättömiä kiekon yksityiskohtia, jotka muistuttavat rakenteeltaan kaaria tai aaltoja. Mitään vastaavaa ei ole havaittu aiemmin.”

Kuvissa erottuu eri etäisyyksillä tähdestä viisi aaltomaista kaarta, jotka näyttävät vedenpinnan aaltoilulta. Kun ryhmä tutki Hubble-avaruusteleskoopilla vuosina 2010 ja 2011 otettuja kuvia, omituiset rakenteet näkyivät niissäkin. Lisäksi yksityiskohtien todettiin liikkuneen – vieläpä hyvin nopeasti.

"Käsittelimme uudelleen Hubblella otetut kuvat ja saimme riittävästi informaatiota, jotta saatoimme seurata outojen yksityiskohtien liikettä neljän vuoden aikana", selostaa ryhmään kuulunut Christian Thalmann. "Totesimme kaarten etääntyvän tähdestä jopa 40 000 kilometrin tuntinopeudella!”

Kauempana tähdestä olevat yksityiskohdat näyttävät liikkuvan nopeammin kuin lähempänä olevat. Ainakin kolme kaarta etääntyy niin suurella nopeudella, että ne voivat hyvinkin olla pakenemassa tähden gravitaatiokentästä. 

Suuret nopeudet tekevät mahdottomaksi, että kyse olisi tavanomaisista rakenteista, joita tähteä kiertävät planeetat voisivat saada aikaan ainekiekossa. Taustalla täytyy olla jotain muutakin, joka on saanut aaltojen vauhdin kiihtymään.

"Kaikki tähän löytöön liittyvä on ollut melkoisen yllättävää!" toteaa ryhmään kuulunut Carol Grady. "Koska mitään tällaista ei ole aiemmin havaittu tai ennustettu teoreettisesti, voimme vain arvailla, mitä oikein näemme ja miten se on syntynyt.”

Tutkijaryhmä ei pysty varmuudella sanomaan, mikä on saanut aikaan tähteä ympäröivät mystiset aallot. Yhtenä mahdollisuutena on pohdittu kahden massiivisen, asteroidia muistuttavan kappaleen törmäystä, jossa olisi vapautunut suuria määriä pölyä. Toisena vaihtoehtona on ollut esillä, että järjestelmän gravitaatiokentässä esiintyvät häiriöt olisivat synnyttäneet spiraalimaisia aaltoja.

Nämä selitykset on kuitenkin jouduttu hylkäämään. 

"Yksi outojen rakenteiden selitys kytkee ne tähden flare- eli roihupurkauksiin. AU Mic on tähti, jossa niitä esiintyy paljon – usein sen pinnalla tai pinnan läheisyydessä tapahtuu valtaisan suuri, äkillinen energiapurkaus", selittää ryhmään kuulunut Glenn Schneider. 

"Tällainen roihupurkaus on kenties aiheuttanut jollakin planeetalla – mikäli tähdellä on planeettoja – esimerkiksi aineen nopeaa karkaamista avaruuteen, jolloin se kulkeutuisi nyt kiekossa ulospäin roihupurkauksen voimasta."

Ryhmän on tarkoitus jatkaa AU Mic -järjestelmän tutkimista SPHERE-instrumentin lisäksi myös muilla havaintolaitteilla, kuten ALMA-radioteleskoopilla, jotta arvoitukselliselle ilmiölle löytyisi selitys.

Tutkimuksesta kerrottiin sekä ESOn että Hubblen uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: ESO/ESA/NASA

Kohti komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenkoa jo vuosikymmenen matkannut Rosetta-luotain saapuu viimein tänä vuonna kohdekomeettansa luokse ja aloittaa sen tutkimisen. Rosetta heräsi 31 kuukautta kestäneestä horroksestaan tammikuun 20. päivänä ja on valmistautunut sen jälkeen tulevaan työhön: pitkän, kylmän tauon jälkeen sen laitteita on käynnistetty varovasti ja sen tutkimislaitteet sekä kamerat alkavat pian etsimään komeettaa. Kuten ammoiset tutkimusmatkaajat, joutuu Rosetta katsomaan ympärilleen ja löytämään määränpäänsä, ennen kuin se pystyy hivuttautumaan lähelle sitä ja asettumaan radalle komeetan ympärillä.

Komeetan sijainti toki tiedetään, mutta ei niin tarkasti, että luotainta voitaisiin ohjata turvallisesti sen lähellä. Myös komeetasta mahdollisesti suihkuavat kaasut voivat tehdä liikkumisen lähellä sitä hankalaksi tai jopa vaaralliseksi. Churyumov–Gerasimenkoa, eli tuttavallisesti Churyä, tutkitaankin aktiivisesti jo nyt maanpäällisin teleskoopein, sillä myös se alkaa vähitellen herätä liikkuessaan radallaan lähemmäksi Aurinkoa.

Ohessa on paras tuore kuva Churystä. Se otettiin 27. helmikuuta Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopilla Chilessä (siis kuvausaika oli jo 28.2. yöllä Euroopan aikaa) ja kyseessä on ensimmäinen jättiteleskoopin katsaus Churyyn sitten lokakuun 2013. Komeetta näyttää kirkastuneen jo nyt noin 50% tuosta edellisestä havainnosta, ja on mahdollista, että sen jäinen ydin on alkanut jo nyt kaasuuntua Auringon lämmittäessä sitä.

Ensinnä vasemmanpuoleisessa kuvassa otettiin useita kuvia, jotka laitettiin päällekkäin, jotta takana olevat tähdet näkyisivät hyvin. Niiden avulla voidaan määrittää komeetan tarkkaa sijaintia niin hyvin kuin täältä kaukaa voidaan; se ei riitä sinällään kuitenkaan ratamanöveereihin komeetan ympärillä, mutta auttaa Rosettaa omissa havainnoissaan. Oikeanpuoleisessa kuvassa on puolestaan Chury ilman taustalla olevia tähtiä. Sen ympärillä näyttää olevan jo sumua, mutta usva johtuu ilmakehän väreilystä, ei komeetasta purskuavasta kaasusta.

Komeetan tarkkailua jatketaan, mutta nyt huomio kääntyy jo Rosettan itsensä ottamiin kuviin kohteestaan – niitä odotellaan aivan lähiaikoina.

Tiedetuubin aikaisempia Rosetta-juttuja:

• Rosettan vuosi
• Hyvää huomenta, Rosetta!
• …ja sitten luotain sanoi ”Piip!”
• Muista komeettagladiaattori Giotto!

Maaliskuun 13. päivänä vihittiin virallisesti käyttöön ALMA eli Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Se on millimetri- ja alimillimetrialueilla eli 0,32–3,6 millimetrin aallonpituuksilla toimiva radio-observatorio – oikeastaan valtava teleskooppi, joka koostuu kymmenistä yksittäisistä antenneista.

ALMA sijaitsee Chajnantorin ylängöllä Atacaman autiomaassa, noin 50 kilometrin päässä San Pedro de Atacamasta. Se on noin viiden kilometrin korkeudessa eli melkein 2,5 kilometriä korkeammalla kuin Cerro Paranal -vuorella sijaitseva ESOn VLT-teleskooppi.