Kuten uutisoimme (ensimmäisenä Suomessa) viime viikolla, on joulukuussa löytyneellä pienellä asteroidilla mahdollisuus törmätä maapalloon vuonna 2032. 

Asteroidi lensi läheltämme joulukuussa, jolloin aurinkokunnan pienkappaleita etsivä Atlas-havaintolaite äkkäsi sen taivaalta. Nyt 2024 YR₄ vipeltää poispäin, mutta se ohittaa meidät seuraavan kerran 17. joulukuuta 2028 ja palaa uudelleen vuonna 2032.

Tuolloin, 22. joulukuuta 2032, sen etäisyys maapallosta on epämuvavan pieni. Sen sijaintia tuolloin on toistaiseksi hyvin vaikeaa määrätä tarkasti, koska avaruuden mittakaavassa myös maapallo on varsin pieni kohde. Mitä enemmän havaintoja asteroidista saadaan, sitä paremmin sen rataa voidaan arvioida.

Hyvin todennäköisesti 2024 YR₄ ohittaa maapallon todella läheltä, mutta on myös mahdollista, että se osuu meihin. Viime viikolla todennäköisyydeksi laskettiin 1,2 %, mutta tuoreimman Euroopan avaruusjärjestön julkaiseman arvion mukaan todennäköisyys onkin 1,5 %.

Ero ei ole suuri, mutta suuntaa antava.

Samalla kappaleesta on saatu tarkempia tietoja. Asteroidin halkaisijaksi arvioidaan nyt 40 –90 metriä. Jos tällainen kappale törmäisi Maahan, se synnyttäisi pari kilometriä halkaisijaltaan olevan kraatterin ja saisi aikaan suurta paikallista tuhoa.

Mikäli törmäys tapahtuisi merellä, nousisi ilmaan valtava vesihöyrypilvi.

2024 YR₄:n aktiivista seurantaa jatketaan monin eri tavoin. Yhdystyneiden kansakuntien avaruusasiain neuvoa-antava toimintaryhmä SMPAG (Space Mission Planning Advisory Group) kokoontuu asian tiimoilta kevään kuluessa ja antaa toimintaehdotuksensa YK:n Ulkoavaruusryhmälle UNOOSAlle (joka on Yhdistyneiden kansakuntien yleiskokouksen organisaatio, jonka vastuulla on toteuttaa kokouksen määrittelemiä ulkoavaruuteen liittyviä toimintaperiaatteita).

Asteroidi on tällä hetkellä maapalloa mahdollisesti joskus uhkaavien asteroidien ja komeettojen listalla ensimmäisenä. Lista muuttu koko ajan, kun kappaleiden radoista saadaan tarkempia tietoja. Euroopan avaruusjärjestön NEOCC-koordinaatiokeskuksen lista on täällä.

Otsikkokuvassa on yhdistettynä maapallon horisontti Kansainväliseltä avaruusasemalta kuvattuna ja Rosetta-luotaimen ottama kuva asteroidi Šteinsistä, joka on nyt havaittua asteroidia olennaisesti suurempi. Kuvat: ESA ja Nasa.

Tehokkaat havaintolaitteet löytävät nykyisin yhtenään uusia aurinkokunnan pienkappaleita, jotka menevät läheltä maapalloa. Olemme kertoneet niistä usein Tiedetuubissakin.

Yksikään niistä ei ole ollut kuitenkaan vaarallinen. Joko kappale menee ohi, eikä ole törmäyskurssilla pitkiin, pitkiin aikoihin, tai jos törmäävät, niin ovat niin pieniä, ettei niistä kannata huolestua.

Nyt tilanne on toinen: ATLAS-havaintosysteemin joulukuun 27. päivänä viime vuonna havaitsema asteroidi 2024 YR₄ saattaa osua maapalloon 22. joulukuuta 2032.

Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun pienkappaleen maapalloon osumisen todennäköisyyttä ja törmäyksen tuhoisuutta mittaavalla Torinon asteikolla on asteroidi tasolla 3. Kymmenportaisella asteikolla on tähän mennessä ollut vain kaksi tasolle kaksi yltänyttä kohdetta.

Näistä yksi, vuonna 2004 löydetty asteroidi 99942 Apophis, oli vähän aikaa tasolla 4, kunnes tarkemmat havainnot sen radasta pudottivat sen tasolle nolla. Eli törmäystä sen kanssa ei tapahdu ainakaan vuosisataan.

Arvioiden mukaan 2024 YR₄ törmäyksen todennäköisyys on 1,2% %, eli varsin pieni, mutta silti suurempi kuin millään asteroidilla tai komeetalla juuri nyt.

Ennen panikointia kannattaa muistaa pari asiaa.

Ensiksikin arvio 2024 YR₄:n koosta perustuu sen kirkkausmittauksiin, ja pinnan valonheijastuskyky vaikuttaa siten arvioon. Nyt kappaleesta voidaan sanoa vain se, että se on halkaisijaltaan 40-100 metriä.

Nasan tutkijoiden arvio on 55 metriä. Se olisi siis samaa mittaluokkaa kuin vuonna 1908 Tunguskassa suurta tuhoa aiheuttanut asteroidi tai Arizonassa olevan kraatterin synnyttänyt törmääjä.

Tšeljabinskin luokse vuonna 2013 näyttävästi ja tuhoisasti osunut kappale oli kooltaan noin 18-metrinen, eli 2024 YR₄ on siihen verrattuna paljon suurempi.

Jos 2024 YR₄ törmäisi Maahan, tuloksena olisi suurta paikallista tuhoa ja ilmakehään noussutta vesihöyryä sekä pölyä.

Ratalaskelmien mukaan törmäys voisi olla jossain alueella, joka ylettyy pitkänä viivana Tyyneltä valtamereltä Meksikon luota Etelä-Amerikan pohjoisosien sekä keskisen Afrikan kautta Intian pohjoisosaan.

Suomeen kappale ei siis osu missään tapauksessa, mutta vaaravyöhykkeellä on useita isoja kaupunkeja ja asutusta.

2024 YR₄:n rataa ei kuitenkaan tunneta vielä niin tarkasti, että voitaisiin sanoa varmuudella törmääkö se vai ei.

Joulukuisella ohilennollaan 2024 YR₄ oli lähimmillään Maata 25. joulukuuta, jolloin etäisyys siihen oli 828 800 kilometriä eli noin 2,2 kertaa Maan ja Kuun välinen etäisyys.

Nyt 2024 YR₄ etääntyy meistä, mutta kuten kaikki Apollo-asteroidit (joihin tämä kuuluu ja jotka kiertävät Aurinkoa hyvin samankaltaisella radalla Maan kanssa) tekevät, se saapuu lähellemme uudelleen. 

Näin käy 17. joulukuuta 2028, ja jälleen 22. joulukuuta 2032, jolloin nykyisten ratalaskujen mukaan välimatkaa on 105 743 kilometriä.

Koska rata-arvion epätarkkuus tuolloin on 1,55 miljoonaa kilometriä, osuu maapallo epämukavasti vaara-alueelle.

Nasan JPL:n tutkijoiden tekemä kuva asteroidin radasta.

Voi kuvitella, että asteroidi kulkee avaruudessa eräänlaisen putken sisällä, missä epätarkkuus on putken läpimitta. Nyt putki on varsin ohut, mutta se laajenee ajan kuluessa suuremmaksi. Kun kappaleesta saadaan lisää havaintoja, putken halkaisijaa voidaan pienentää.

Etenkin vuoden 2028 ohilento on tässä tärkeä. Sen jälkeen voidaan arvioida paremmin törmäysriskiä.

-

Otsikkokuvassa on visualisointi Maan luona olevasta asteroidista, eikä sillä ole mitään tekemistä 2024 YR₄:n kanssa.

"Sivilisaatiomme historian aikana olemme saaneet kerättyä yli 50 000 meteoriittia, mutta koskaan aiemmin ei ole nähty tällaista", toteaa tutkimukseen osallistunut Qing-zhu Yin. "Uudenlaisen meteoriitin löytyminen on hyvin, hyvin jännittävää."

Ruotsista löytynyt meteoriitti on kalkkikivikerrostumassa, jossa on runsaasti fossiileja. Meteoriittia itseäänkin voidaan kutsua fossiiliksi, sillä sen koostumus on vuosimiljoonien aikana muuttunut. 

Kromi- ja happi-isotooppien perusteella on kuitenkin voitu päätellä, että alkujaan sen kemiallinen koostumus on poikennut kaikista muista tunnetuista meteoriiteista.

Österplana 065, eli Öst 65 -nimellä tunnettu, noin kymmenen senttimetrin läpimittainen meteoriitti on vain pieni osa kivisadetta, joka lankesi Maahan noin miljoonan vuoden aikana ordovikikaudella.  

Törmäyksen toisen osapuolen palasia tunnetaan entuudestaan. Ne kuuluvat meteoriittien yleisimpään luokkaan eli L-kondriitteihin. Kolarin toinen osapuoli on kuitenkin ollut hämärän peitossa – tähän saakka.

Tutkimalla kosmisen säteilyn jättämiä jälkiä pystyttiin määrittämään, että kivenkappale ajelehti avaruudessa törmäyksen jälkeen noin miljoonan vuoden ajan ennen kuin se osui Maahan. 

Ajoitus osuu hyvin yksiin louhoksesta löytyneiden muiden, yli sadan meteoriittifossiilin kanssa, mikä viittaa siihen, että ne kaikki ovat peräisin samasta kosmisesta kolarista.

Tutkijoiden tekemien laskelmien mukaan ordovikikaudella maanpinnalle päätyi noin sata kertaa enemmän meteoriitteja kuin nykyisin. Selityksenä olisivat juuri asteroidivyöhykkeellä tapahtuneet rajut törmäykset. 

Meteoriittisateet ovat saattaneet vaikuttaa elämän kehitykseen ja lajien evoluutioon, kun kosmiset iskut ovat muuttaneet paikallisesti elinolosuhteita eri puolilla maapalloa.

"Tämä kertoo Aurinkokunnan kehityksen kokonaisuudesta sekä ajassa että avaruudessa, kun asteroidivyöhykkeellä 470 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut satunnainen törmäys voi vaikuttaa lajien kehitykseen täällä maapallolla", Yin toteaa.

Uusi löytö vahvistaa epäilyjä, että viime aikoina Maahan pudonneet meteoriitit eivät edusta kovinkaan hyvin Aurinkokunnassa risteileviä kivenkappaleita. Yinin mukaan planeettajärjestelmämme historian selvittämistä auttaisivat vanhoissa kivikerrostumissa piileskelevien meteoriittien tutkiminen.

"Jos pystymme menemään ajassa vielä kauemmas taaksepäin, saatamme lopulta löytää Maan todellisia rakennuspalikoita", Yin arvelee.

Löydöstä kerrottiin Kalifornian yliopiston (University of California, Davis) uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature Communications -tiedelehdessä.

Kuva: Qing-zhu Yin/UC Davis

Tuoreen tutkimuksen mukaan kappaleet tuhoutuvat jo selvästi kauempana Auringosta. Uusi tulos tuo selvyyden moniin hämmentäviin havaintoihin, joita viime vuosina on tehty.

Helsingin yliopiston tutkijan Mikael Granvikin johtaman kansainvälisen ryhmän alkuperäisenä tavoitteena oli muodostaa lähikappaleiden populaatiosta malli, joka on tarpeen suunniteltaessa tulevia kartoituksia ja luotainlentoja. Malli kuvaa kappaleiden kiertoratojen jakaumaa ja antaa arvion erikokoisten kappaleiden lukumääristä.

Valtaosa lähikappaleista on peräisin Marsin ja Jupiterin ratojen välillä olevalta asteroidivyöhykkeeltä. Yksittäisten asteroidien radat muuttuvat hitaasti, kun Aurinko lämmittää niiden pintaa ja lämpö karkaa epätasaisesti avaruuteen. Asteroidien liikkeisiin vaikuttavat vetovoimillaan myös jättiläisplaneetat Jupiter ja Saturnus.

Jos asteroidin radan lähin piste on alle 1,3 tähtitieteellisen yksikön (Maan ja Auringon keskietäisyys) päässä Auringosta, se luokitellaan lähikappaleeksi. 

Tutkijaryhmä käytti uutta populaatiomallia kehittäessään CSS-kartoituksessa (Catalina Sky Survey) kahdeksan vuoden aikana kertynyttä havaintoaineistoa. Noin 100 000 kuvasta löytyi lähes 9 000 lähikappaletta. Yksi keskeisiä ongelmia oli selvittää, millaisia asteroideja kartoituksen avulla pystyttiin löytämään.

Jos kaukoputkella ei katsota oikeaan suuntaan oikeaan aikaan eli silloin, kun asteroidi tai komeetta on riittävän kirkas ja liikkuu sopivalla nopeudella, se jää löytymättä. Ryhmä laati mallin, jossa otettiin huomioon havaintotekniikkaan liittyvät valintatekijät, kertynyt aineisto ja ratojen jakaumaa koskevat teoriat.

Mallissa huomattiin kuitenkin ongelma: sen mukaan hyvin lähelle Aurinkoa – alle 10 säteen etäisyydelle – tulevia kappaleita pitäisi olla lähes kymmenen kertaa havaittua enemmän. Vuoden kestäneen laskelmien tarkistuksen jälkeen tultiin tulokseen, että vika ei ollut itse analyysissa vaan sen pohjana olevissa oletuksissa Aurinkokunnan rakenteesta ja radoista.

Mallin todettiin sopivan paremmin havaintoihin, jos lähikappaleiden oletetaan tuhoutuvan lähellä Aurinkoa, mutta kuitenkin paljon ennen törmäämistä siihen. Se edellytti sellaisten asteroidien ”eliminoimista”, jotka näyttivät viipyvän liian pitkään alle kymmenen säteen päässä Auringosta.

"Havainto, että asteroidien täytyy hajota kappaleiksi niiden lähestyessä Aurinkoa, oli yllättävä ja siksi meiltä meni niin pitkään laskelmien varmistamisessa", toteaa Robert Jedicke Havaijin yliopistosta.

Ryhmän tutkimus auttaa selittämään muitakin eroavaisuuksia havaintojen ja Aurinkokunnan pienkappaleiden oletettujen jakaumien välillä. Esimerkiksi tähdenlentoja aiheuttavat meteoroidit muodostavat usein "virtoja", jotka seuraavat niiden alkuperäkappaleen rataa, mutta useimpien Auringon läheisyyteen tulevien virtojen emokappaleita on ollut vaikea tunnistaa.

Uusien tulosten mukaan kappaleet ovat hajonneet kokonaan joutuessaan liian lähelle Aurinkoa, jolloin jäljelle on jäänyt ainoastaan niistä irronneiden meteoroidien virta. 

Samalla huomattiin, että tummat asteroidit tuhoutuvat kauempana Auringosta kuin vaaleat. Se puolestaan selittää aiemmin tehdyt havainnot, että lähemmäs Aurinkoa päätyvät lähikappaleet ovat kirkkaampia kuin kauempana pysyttelevät. Havainto viittaa siihen, että tummat kappaleet hajoavat helpommin, koska niiden koostumus ja rakenne ovat erilaiset kuin vaaleiden kappaleiden.

"Ehkä kiehtovin tutkimuksesta saatu tulos on, että nyt on mahdollista testata asteroidien sisäosia koskevia malleja yksinkertaisesti tarkkailemalla niiden ratoja ja kokoja. Se on todella merkittävää ja täysin odottamatonta, kun aloimme laatia uutta NEO-mallia", sanoo Granvik.

Tutkimuksesta kerrottiin Helsingin yliopiston uutissivuilla ja se julkaistaan Nature-tiedelehdessä.

Kuva: ESA/P. Carril

Koska sähköpurje ei tarvitse lainkaan ajoainetta, se pystyy siirtymään asteroidilta toiselle periaatteessa loputtomasti. Asteroideja on suuri määrä ja kaikkia tai edes edustavaa otosta niistä on vaikea tutkia perinteisellä menetelmällä kuten ionimoottorialuksella. Silloin jokaista kiinnostavaa asteroidia varten tarvittaisiin yleensä uusi avaruusalus laukaisuineen. 

"Tämän takia on tehokkaampaa tutkia asteroidivyöhykettä käyttämällä sähköpurjetta, koska silloin samalla missiolla voidaan tutkia suurempaa määrää asteroideja", toteaa tutkija Pekka Janhunen.

Samaan aikaan NASAn Marshall Space Flight Centerissä Alabamassa on käynnissä oma HERTS-niminen sähköpurjeprojekti. Siinä tutkitaan sähköpurjeen käyttöä lennolla, jonka tarkoitus on matkata ulos Aurinkokunnasta tähtienväliseen avaruuteen.

Kuva: Alexandre Szames

Uutinen perustuu Ilmatieteen laitoksen julkaisemaan tiedotteeseen.