Röntgensatelliitti mittasi vastikään kiertolaisemme alkuaineet, ja tutkalla paljastui sen vesitilanne..

Teksti:Leena Tähtinen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Röntgensatelliitti mittasi vastikään kiertolaisemme alkuaineet,
ja tutkalla paljastui sen vesitilanne.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2004.





Aurinkokunnan kuut

Tilanne lokakuulta 2003.

Merkurius         0


Venus              0


Maa                  1


Mars                 2


Jupiter             61


Saturnus         31


Uranus            27


Neptunus        12


Pluto                  1


Ihminen on nukkunut Kuussa, huomauttaa kuvataiteilija Lauri Anttila minulle näyttelynsä avajaisissa Turun taidemuseossa. Sananvalinta tekee tehtävänsä: katselen Kuuta uudella tavalla.

Tiesin toki, että 12 miestä on kävellyt Kuun autiolla, kraatterien ruvettamalla pinnalla. Uutisfilmeissä ja kuvissa olen nähnyt, miten kömpelöihin avaruuspukuihin sonnustautuneet astronautit ovat keränneet näytteitä ja tehneet tieteellisiä kokeita tasaisen näköisessä maisemassa, taustallaan kivenlohkareita. Kuvateksti on kertonut, että Kuun pintaa peittää paksu pöly ja kivimurska, joka on peräisin meteoriittien törmäyksistä. Jotenkin en vain ole huomannut ajatella, että tietenkin siellä myös yövyttiin.

Leiripaikka avaruudessa tuntuu mukavan kotoisalta. Tosiasiassa kiertolaistamme ei kuitenkaan tunneta läpikotaisin. Yhä pohditaan esimerkiksi sitä, syntyikö Kuu todella nykyteorian mukaisesti eli suuressa törmäyksessä. Vastausta haetaan muun muassa tekeillä olevasta alkuainekartasta. On myös saatu entistä tarkempia tietoja Kuun vesivaroista.

Kolariteoria selittää raudan vähyyden

Noin 4,5 miljardia vuotta sitten maapallo oli jäähtynyt sen verran, että sillä oli kova pinta. Samaan aikaan Aurinkoa kiersi lukuisia muitakin tuoreita planeetta-alkioita. Sitten jysähti.

Tuoreen maapallon kylkeen iskeytyi vähintään Marsin kokoinen planeetta-alkio. Isku tuli sellaisesta suunnasta, että törmäyksen maapallosta höyrystämä aine pöllähti avaruuteen ja muodosti planeettamme ympärille renkaan.

Renkaaseen alkoi kertyä kuualkioita, jotka kasvoivat yhä suuremmiksi liimautumalla toisiinsa. Lopulta muodostui kuu tai kaksi. Jos kuita syntyi useita, Auringon vetovoima viskeli ylimääräiset pois. Aikaa kuiden valmistumiseen kului enintään joitakin miljoonia vuosia.

Törmäyksellä selittyy myös se, että Maa on 1,6 kertaa kiertolaistaan tiheämpi. Maan rauta oli näet törmäyksen sattuessa jo planeettamme ytimessä, eikä sitä siksi höyrystynyt Kuun rakennusaineeksi. Törmääjän rauta puolestaan suli ja päätyi sekin Maan ytimeen. Kuu potee siis raudanpuutetta.

Alkuainekartoitus aloitettiin viime syksynä

Jos Kuu todella syntyi edellä kuvatulla tavalla, Kuun ja Maan pinnalta pitäisi löytyä alkuaineita suunnilleen samassa suhteessa ja lähes samalla tavalla jakaantuneina.

Toistaiseksi Kuun alkuainekarttaa ei ole. Apollo-lentojen astronautit keräsivät toki näytteitä, mutta ne kertovat vain kuuden satunnaisesti valitun paikan oloista. Törmäyssynnyn testaamiseksi halutaan tietää, miten aine on jakaantunut laajalla alueella.

Chandra-röntgensatelliitin tiedote kertoo, että alkuainekarttaa ollaan nyt laatimassa Kuun röntgenkuvasta. Ensimmäiset tulokset julkaistiin syyskuussa 2003.

  omin päin lähetä röntgensäteitäkään. Mutta kun Auringon röntgensäteet osuvat Kuun aineeseen, Kuun atomien sisimmät elektronit irtoavat. Irronneen elektronin paikalle hakeutuu toinen. Samalla atomi säteilee aineelle ominaista röntgensäteilyä, jonka Chandra-satelliitin herkät röntgenilmaisimet erottavat. Näin paljastuu, mitä aineita Kuussa on ja kuinka paljon.





Kuupaloja

• Jos matkaisit Kuuhun avaruusautolla, jonka nopeus on 120 kilometriä tunnissa, pääsisit perille ajettuasi hieman yli 18 viikkoa yötä päivää.

• Kuun massa on noin sadasosa Maan massasta ja läpimitta runsas neljännes Maan läpimitasta. Kuu on suurempi kuin Pluto.

• Suhteessa emoplaneettaansa Kuu on Aurinkokunnan toiseksi suurin kiertolainen. Vain Pluton Kharon on suhteellisesti suurempi.

• 70-kiloinen ihminen painaa Kuussa 12 kiloa. Kyllä kelpaa loikkia.

• Kuun vetovoimasta voi karata noin viidesosalla siitä nopeudesta kuin karataan Maan vetovoimasta.

• Kuun kaasukehä on käytännössä olematon. Siksi Kuusta puuttuvat sääilmiöt ja lämpötila vaihtelee suuresti: -233 - +123 celsiusastetta on arvioitu.

• Kuussa ei ole toimivia tulivuoria mutta kuunjäristyksiä on. Ne syntyvät syvällä Kuun vaipan ja osittain sulan ytimen välillä. Ne ovat heikkoja verrattuna maanjäristyksiin, jotka syntyvät mannerlaattojen törmätessä toisiinsa.

  muassa hot dogeja.

• Apollo 17:n astronautti Gene Cernan on toistaiseksi viimeinen vierailija Kuussa. Hän palasi sieltä joulukuussa 1972.


Harvard-Smithsonian-keskuksessa työskentelevä Jeremy Drake kumppaneineen löysi Chandran mittauksista happea, magnesiumia, alumiinia ja piitä. Pian kuultaneen, puhuuko alkuaineiden jakautuma muutoin yleisesti hyväksytyn törmäysalkuperän puolesta.

- Yksi tulos meillä jo on, Drake sutkauttaa. - Emme löytäneet merkittävästi kalsiumia, joten Kuussa ei ole suuria määriä juustoa.

Kuuretkelle kannattaa viedä oma juomavesi

Vuoden 1994 Clementine-luotain ja vuoden 1998 Lunar Prospector löysivät Kuun navoilta merkkejä suuresta määrästä vesijäätä. Se voisi olla joko paksuina kerroksina ehkä metrin-parin syvyydessä kuuperässä tai pieninä jääkiteinä, jotka jakautuvat suurelle alueelle.

Vesi olisi peräisin Kuuhun aikojen kuluessa törmänneistä komeetoista. Jään säilytykseen Kuun napojen kraatterit ovat mitä parhaita varastoja, koska aurinko nousee navoilla vain pari astetta horisontin yläpuolelle. Jos seisoisit jonkin syvän kraatterin pohjalla et näkisi koskaan päivänvaloa! Pimeys pitää lämpötilan alle -170-asteisena. Tällaisessa paikassa säilyisi hyvin paksukin kerros jäätä.

Nyt Arecibon observatorion tutka luotasi Kuun etelänavan Shoemaker- ja Faustini-kraatteria sekä pohjoisnavan Hermiteä. Pohjoisnavalla tutkittiin myös useita pieniä kraattereita, jotka jäävät suuren Pearyn sisään. Tutka käytti 70 sentin aallonpituutta, joka on pidempi kuin aiemmissa luotauksissa, ja siksi nyt nähtiin aiempaa syvemmälle kuuperään: viiden metrin syvyyteen asti. Yksityiskohdat erottuivat, jos ne olivat vähintään 300-metrisiä, mikä on Maasta katsoen hyvä tulos.

- Olisi ollut mahtavaa löytää "luistinratoja" eli paksuja jääkerroksia, mutta näyttää siltä, ettei jäätä ole, sanoo Smithsonian Instituutin planeettatutkija Bruce Campbell laitoksensa tiedotteessa. Kuun vesijää vaikuttaa levin-


neen napojen alueelle pieninä kiteinä.

Tulevaisuudessakin Kuuhun pidemmäksi aikaa matkaavat tutkijat joutuvat siis viemään juomavetensä mukanaan. Ehkä vettä sentään saisi kuumentamalla kraattereiden pohjia, ja keräämällä vesihöyryn talteen - jos kraatterissa vain on vettä tarpeeksi. - Ainoa keino varmistaa asia on käydä paikan päällä, kerätä pieni määrä kuupölyä, ja katsoa massaspektrometrillä, onko näytteessä vettä, sanoo Campbell.





Jollei Kuuta olisi

- Maan akselin suunta muuttuisi kaoottisesti, kertoo Turun yliopiston Tuorlan observatorion dosentti Seppo Mikkola. - Akselin suunnan muutokset aiheuttaisivat ajan mittaan suuria ilmaston-muutoksia. Osa astrobiologeista olettaakin, ettei elämän kehittymiselle olisi ollut riittävän pitkään vakaita oloja ilman Kuuta.

Kukahan on seuraava ihminen, joka nukkuu Kuussa?


 


Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla