Pluton pimeästä ja hyisestä naapurustosta on löytynyt jo satoja pienempiä kiertolaisia, TNO:ita. Osa tutkijoista uskoo, että aurinkokunnan laita on jo nähty. Osa uskoo löytävänsä vielä Pluton kokoisiakin järkäleitä.

TEKSTI:Leena Tähtinen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Pluton pimeästä ja hyisestä naapurustosta on löytynyt jo
satoja pienempiä kiertolaisia, TNO:ita. Osa tutkijoista uskoo,
että aurinkokunnan laita on jo nähty. Osa uskoo löytävänsä
vielä Pluton kokoisiakin järkäleitä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

 


Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2003

Neptunus on 30 kertaa niin kaukana Auringosta kuin Maa. Niin etäältä tähtemme näyttää vain hieman muita tähtiä kirkkaammalta. Ympäristö on pimeä ja kylmä.

Hollantilais-amerikkalainen Gerard Kuiper esitti jo vuonna 1951, että tähän pimeyteen kätkeytyy Pluton lisäksi kokonainen liuta jäisiä kappaleita. Asiaa ei kuitenkaan voitu tarkistaa ennen 1980-luvulla kehitettyjä elektronisia kameroita.

Nyt on vehkeet ja vempaimet, ja Pluto on saanut runsaasti seuraa. Neptunuksen takaa on löytynyt tänäkin vuonna kymmeniä parinsadan kilometrin kokoisia taivaankappaleita ja muutama isompikin.

Ovatko nämä jäiset murikat omia maailmojaan, kaasukehineen kaikkineen? Esimerkiksi Plutollahan on typpikaasukehä. Entä löytyykö näitä kimpaleita yhä kauempaa? Löytyykö samalla kymmenes planeetta? Kysyn kiinalaiselta Zhou Liyongilta, joka työskentelee Turun yliopiston Tuorlan observatoriossa.

Järjestelmällinen kartoitus alkoi 1987

- Kun ensimmäinen pieni kappale, Centaur, löytyi Saturnuksen ja Neptunuksen väliltä 1980-luvun lopulla, alettiin pohtia, mitä kaikkea Neptunuksen tuolla puolen saattaisi olla, Liyong kertoo.

Vuonna 1987 amerikkalaiset David Jewitt ja Jane Luu alkoivat kartoittaa Neptunuksen takaista maailmaa järjestelmällisesti. Viisi vuotta myöhemmin he viimein löysivät yhden 200-kilometrisen jäisen kappaleen.

Liyong kertoo, että nyt Neptunuksen takaa on paikannettu Pluton ja sen kuun Kharonin lisäksi 676 jääkimpaletta. Näitä Kuiperin vyöhykkeen kappaleita nimitetään myös TNO:iksi (Trans-Neptunian Objects), ja yhdeksällä niistä on Pluton lailla kumppani.

Kuiperin vyöhyke sijaitsee 30-100 AU:n päässä Auringosta. Mittayksikkö AU (Astronomical Unit) tarkoittaa Maan etäisyyttä Auringosta.

Plutokin on oikeastaan iso TNO

Muutama tuhannen kilometrin kokoinenkin TNO tunnetaan. Toistaiseksi suurin on Quaoar (äännetään kvavar), joka keksittiin kesällä 2002. Se on läpimitaltaan noin 1 300 kilometriä eli yli puolet Plutosta.

Michael Brown, toinen Quaoarin löytäjistä, muistuttaa, että jos Pluto löytyisi nyt, kenellekään ei tulisi mieleen nimittää sitä planeetaksi. - Tutkijan kannalta Pluto on TNO, Liyong vahvistaa. Historiallisista syistä Pluto saa kuitenkin pitää planeetta-nimikkeensä.

  "Planeetta X", voisi olla olemassa.

Quaoarin keksinyt tutkijapari on kuitenkin optimistisempi. He arvelevat löytävänsä lähivuosina jopa kaksi Pluton kokoluokkaa olevaa TNO:ta. Myös Planeetta Y saattaa siis löytyä.

Loppuuko aurinkokunta äkisti?

TNO:ita löytyy jatkuvasti lisää, mutta Neptunuksen takana ei ole ruuhkaa. TNO:ita on vieläkin harvemmassa kuin asteroidivyöhykkeellä asteroideja, jotka ovat miljoonien kilometrien päässä toisistaan. Matkaajalla on siis huono onni, jos hän törmää TNO:hon. - Tai hyvä, näkökulmasta riippuen, huomauttaa niitä tutkiva Liyong.

Entä löytyykö TNO:ita aina vain kauempaa?

- Lähes aina on arveltu, että aurinkokunta loppuu vähitellen harvenevana parvena pieniä kappaleita. Nyt tutkijat pohtivat ensi kertaa, olisiko aurinkokunnalla sittenkin terävä reuna noin 50 AU:n kohdalla, Liyong vastaa. - Äkkijyrkästi loppuvaan aurinkokuntaan uskotaan, sillä nykyisillä laitteilla pitäisi 50 AU:n tuolla puolen olevien kappaleiden löytyä. Ainakin toistaiseksi siellä näyttää melko tyhjältä.




Vihdoin luotain Plutoon

Pluto on aurinkokunnan ainoa planeetta, jota ei vielä ole tutkittu luotaimella. Tilanne on korjautumassa, sillä Yhdysvaltain il-mailu- ja avaruushallinnon Nasan New Horizons -luotaimen on määrä lähteä Plutoon vuonna 2006 ja saapua sinne 2015. Samalla kolutaan myös muuta Neptunuksen takaista maailmaa. Nasan rahoitusleikkaukset saattavat kuitenkin viivyttää matkaa.

Kiertonopeus säätyy Neptunuksen mukaan

Sekä pienet että suuret TNO:t auttavat tutkijoita ymmärtämään aurinkokunnan historiaa.

Liyong kertoo TNO:ista, joiden kiertoaika resonoi Neptunuksen kiertoajan kanssa. Resonointi tarkoittaa sitä, että kappale kiertää Auringon esimerkiksi täsmälleen kaksi kertaa Neptunuksen kiertäessä kolme kierrosta. Tällainen resonanssi vakauttaa kappaleen rataa Neptunuksen vetovoimaa vastaan.

Neljännes tunnetuista TNO:ista on päätynyt resonanssiin. Myös Pluto ja Kharon kuuluvat porukkaan. Siksi resonoijia nimitetäänkin plutiinoiksi.

- Renu Malhotra esitti hiljattain jännittävän selityksen sille, miksi plutiinoja on niin runsaasti, Liyong kertoo. - Hän olettaa, että esiplaneetat vaelsivat kasvaessaan joko Aurinkoa kohti tai siitä poispäin. Neptunus, joka viskeli vetovoimallaan runsaasti komeettojen ytimiä kauas pois aurinkokunnasta, lipui itse ulommas. Kun se kynti halki planeetta-alkioiden kansoittaman kiekon, moni alkioista jäi resonanssiin kiikkiin.




Löytyi Neptunuksen takaa

1930 Pluto (nimi roomalaisten manalan jumalalta)

1978 Pluton kuu Kharon (manalan lautturi kreikkalaisilla)

1992 Ensimmäinen TNO (Trans-Neptunian Object)

2000 Ensimmäinen suuri TNO Pluton takaa: Varuna, läpimitta 900 kilometriä

2002 Quaoar [kvavar], suurin toistaiseksi löydetty TNO, läpimitta lähes 200 km isompi kuin Pluton kuun Kharonin

2003 (elokuu) Tunnetaan 676 TNO:ta.


Tähdenpeitoista päätellään koostumusta

Niin plutiinot kuin muutkin TNO:t ovat niin himmeitä, ettei niistä tiedetä juuri mitään. Osataan toki arvata, että kyse on jäisistä kiertolaisista, sillä aurinkokunnan laidalla on kylmää.

- Yli puolta TNO:ista on havainnoitu vain kerran. Himmeistä kohteista ei ole helppo saada spektriä, josta selviäisi kemiallinen koostumus, Liyong selittää. - Tietoa kaivattaisiin, sillä TNO:t ovat aurinkokunnan alkuperäistä ainetta.

Tähdenpeitot onneksi auttavat. Seuraamalla tähden valon himmenemistä, kun TNO:n kaasukehä siirtyy sen päälle, saadaan lasketuksi kaasukehän tiheys, paine ja lämpötila. Samaa menetelmää käytetään vieraiden tähtien kiertolaisten eli eksoplaneettojen tutkimiseen.

Massachusettsin teknisen korkeakoulun MIT:n professori James Elliot tarkkaili äskettäin Pluton lipumista tähden eteen ja vertasi tuloksiaan vuoden 1988 tähdenpeittomittauksiin. Kaasukehä on laajentunut ja lämmennyt, vaikka Pluto oli lähinnä Aurinkoa jo 1989 ja on siitä lähtien ajautunut etäämmäksi.

Elliot arvelee MIT:n lehdistötiedotteessa, että kyse on meille tutusta viiveestä. Päivä ei nimittäin ole kuumimmillaan keskipäivällä, jolloin auringonpaiste on tuhdeinta, vaan helteisintä on vasta kolme tuntia myöhemmin. Pluto oli lähinnä Aurinkoa 14 vuotta sitten, mikä suhteutettuna sen 248 vuotta kestävään kierrokseen vastaa Maan vuorokaudessa tuntia ja varttia.

www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/kb.html


Kuiperin vyöhykkeestä.

pluto.jhuapl.edu


New Horizons -luotainhanke.


 


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

Sisältö jatkuu mainoksen alla