Aurinkokunnan laidoilla saattaa olla lukuisia Plutoa suurempia taivaankappaleita. Tuntematon kymmenes planeetta X askarrutti tutkijoita jo 1930-luvulla. Se kiehtoo taas, vaikka olisikin nyt vasta aurinkokunnan yhdeksäs.




Kymmenisen vuotta sitten tuntemattomat planeetat kuuluivat visusti kaukaisien tähtien ympärille. Nyt niistä puhutaan aurinkokunnankin yhteydessä.

Planeettajutut saivat vettä myllyynsä, kun Neptunuksen takaa löytyi muutama vuosi sitten Plutoa suurempi kiertolainen. Suuri yleisö innostui kymmenennestä planeetasta, mutta löytö johtikin siihen, että aurinkokuntaan jäi vain kahdeksan planeettaa. Pluto menetti planeetan statuksensa, siitä tuli kääpiöplaneetta.

Kahdeksan ei välttämättä ole lopullinen luku. Tietokonesimulaatiot, joilla tutkitaan aurinkokunnan ja eritoten Neptunuksen takana kiertävien kappaleiden historiaa, viittaavat siihen, että kotikontumme pimeillä laidoilla on piilossa useita täysverisiä planeettoja.


Kaukoputki paljasti

Auringon perheeseen tutustuttiin hartaasti heti kaukoputken keksimisen jälkeen. Englantilainen tähtitieteilijä William Herschel löysi ensimmäisen uuden planeetan, Uranuksen, 1781. Aurinkokunnan planeetat aina Saturnukseen asti oli tunnettu jo antiikin ajoista; niitä tosin sanottiin kiintotähdiksi.

Kukaan ei uskonut Uranuksen olevan ainoa tuntematon planeetta. Pian huomattiinkin, ettei se liiku täsmälleen Newtonin vetovoiman perusteella laskettua rataa pitkin.

Tutkijat uumoilivat, että poikkeamat johtuvat kauempana olevan, tuntemattoman planeetan vetovoimasta. Häiritsijä löytyi 1846. Se oli Neptunus.

Näkymättömiä planeettoja etsittiin entistä suuremmalla innolla, sillä laskut paljastivat Neptunuksen reitissäkin selittämättömiä piirteitä. Pluto havaittiin kuitenkin sattumalta 1930.

Kun huomattiin, ettei Pluto pienen kokonsa takia selitä Neptunuksen liikettä, alettiin häiritsijää etsiä uudelleen. Sitä nimitettiin planeetta X:ksi. Mitään ei löytynyt, ja vähitellen kiinnostus planeettakuntamme laitamaihin hiipui.

Nyt tiedämme, ettei Neptunuksen reittiä tarvitse selittää ulompana kiertävän kappaleen vetovoimalla. Tarve perustui virheellisiin ja epätarkkoihin havaintoihin.


Laidoilla onkin ruuhkaa

Kymmeniin vuosiin Neptunuksen takaa ei löytynyt kuin Pluton kuu Kharon. Sitten tähtitieteilijät saivat kaukoputkiinsa digitaaliset kamerat, joille tallentuu huomattavasti himmeämpiä kohteita kuin perinteisiin valokuviin.

Vuodesta 1992 Neptunuksen takaa on paikannettu pitkälti yli tuhat uutta kiertolaista. Niitä nimitetään TNO:iksi (Trans-Neptunian Objects), ja niitä oletetaan olevan miljoonia. Suurin osa niistä on pieniä, asteroidien kaltaisia jäisiä kappaleita, mutta tällä vuosituhannella on jäljitetty myös tuhansien kilometrien kokoisia möhkäleitä. Ne herättivät henkiin ajatuksen planeetta X:stä.

Vuonna 2003 löytyi sitten Plutoa suurempi Eris. Sillä on pieni kuukin. Se on tunnetun aurinkokunnan laita-alueiden kingi, ja monet toivoivat siitä uutta planeettaa.

Ei käy, se on kääpiöplaneetta, vastasi Kansainvälinen tähtitieteilijöiden unioni 2006 ja alensi samalla Plutonkin kääpiösarjaan.


Kokonainen parvi Marseja

Neptunuksen takaisista kiertolaisista muodostuu niin sanottu Kuiperin vyöhyke, joka ulottuu noin 50 Maan ratasäteen päähän. Se on kuin aurinkokunnan helmakaitale.

Kuiperin vyöhykkeen kappaleet liikkuvat hyvin erilaisilla radoilla: osa lähes ympyrärataa, osan radat resonoivat Neptunuksen kanssa, osan reitit ovat soikeita ja jyrkästi kallellaan itse vyöhykkeeseen nähden.

Lisäksi ovat ne kappaleet, jotka kiertävät mitä moninaisimmilla radoilla kaukana päävyöhykkeen ulkopuolella. Miten ne sinne joutuivat?

Eräs simulaatioihin perustuva selitys on niin sanottu oligarkkinen planeettojen syntyhistoria. Siinä Aurinkoa ympäröivän kiekon pöly kertyy kasvaviksi planeetta-alkioiksi, joista muodostuu noin miljoonan vuoden kuluessa useita kymmeniä kiviplaneettoja, oligarkkeja.

Osa niistä törmäsi toisiinsa ja jäi kiertämään Aurinkoa. Aurinkokunnan kaasujättiläisten vetovoima sinkosi loput kauas aurinkokunnan laidoille, jopa ulos siitä. Etäällä Kuiperin vyöhykkeen ulkopuolella olisi siis tusinoittain yli Marsin kokoisia planeettoja. Suurin osa niistä olisi kuitenkin erittäin kaukana, tuhat tai jopa 10 000 kertaa etäämpänä Auringosta kuin Maa.


Planeetta X lakaisi väylän

Tänä vuonna japanilaisen Koben yliopiston tutkijat Patryk Lykawka ja Tadashi Mukai julkaisivat simulaatiotuloksia, jotka selittävät, miksi Kuiperin vyöhykkeen kappaleet vähenevät jyrkästi noin 50 Maan ratasäteen päässä ja miksi niiden radat ovat niin erilaisia.

Selitys on kaukainen, hieman maapalloa suurempi planeetta, joka kiertää Aurinkoa yleensä yli sadan Maan ratasäteen päässä mutta saattaa joskus tulla lähemmäksikin. Se olisi muokannut Kuiperin vyöhykkeelle reunan samaan tapaan kuin Saturnuksen kuut ovat tyhjentäneet itselleen väylän sen renkaisiin.

Lykawkan planeetta X kiertäisi Auringon kerran tuhannessa tai 2 500 vuodessa (Pluton kierros kestää 248 vuotta). Kelpaisiko tämä jääkylmä maailma sitten planeetaksi? Todennäköisesti.

Planeetta on nimittäin uuden määritelmän mukaan taivaankappale

- joka kiertää Aurinkoa
- jonka massa riittää muotoilemaan siitä lähes pallon muotoisen
- joka on vetovoimallaan puhdistanut ratansa lähiympäristön muista kappaleista.


Jättiputket näkevät kohta

Simulaatiotulosten ongelma on, että noin etäinen Auringon kiertolainen jää helposti huomaamatta, vaikka olisi Jupiterinkin kokoinen. Auringolla voisi jopa olla hyvin kaukainen kumppanitähti, emmekä näkisi sitä nykyisillä kaukoputkilla.

Mutta jo muutaman vuoden kuluttua meillä on laitteet, joilla aurinkokunnan pimeillä laidoilla vaeltavat planeetat saattavat paljastua.

Neljästä 1,8-metrisestä kaukoputkesta muodostuvan Pan-Starrsin ensimmäisen kaukoputken prototyyppi toimii jo Havaijissa. Se vahtii pääasiassa meitä uhkaavia asteroideja mutta rekisteröi samalla muita taivaanilmiöitä.

Yhdysvaltoihin Lowellin observatorioon on rakenteilla 4,2-metrinen DCT-kaukoputki (Discovery Channel Telescope), joka valmistuu 2010. Sekin kartoittaa asteroidien reittejä, mutta sillä tutkitaan myös Kuiperin vyöhykettä.

Chileen taas tulee 8,4-metrinen LSST-kaukoputki (Large Synoptic Survey Telescope), joka pystyy löytämään maapallonkin kokoisen kiertolaisen kaukaa Kuiperin vyöhykkeen takaa. Tämä jättiläinen valmistunee 2014. Viimeistään silloin selvinnee, onko Lykawkan ja Mukain ehdottama planeetta X olemassa.


2000-luku toi paljon löytöjä Kuiperin vyöhykkeestä










































































löytövuosi nimi kuita läpimitta kilometreinä  keskietäisyys Auringosta Maan ratasäteinä
1930  Pluto (kääpiöplaneetta) 2 320  39
1996 TO66 900 43
2000  Varuna 874 43
2002  TC302   1 200  55
2002  2002 AW 197  890 47
2002 Quaoar 1 200  43
2003 Eris (kääpiöplaneetta)  1  2 657  67 (max 100)
2004 Orcus  1 909 39
2005  Haumea  (kääpiöplaneetta)  2 1 380 43
2005  Makemake (kääpiöplaneetta)

1 503

45
spekulaatio planeetta X ?

10 000 -
15 000

100 - 170

- Kuiperin vyöhyke  on aurinkokunnan laita-alue, joka alkaa Neptunuksen takaa ja ulottuu noin 50 Maan ratasäteen päähän. Taulukossa (oikealla) on sieltä äskettäin löytyneitä kookkaita kappaleita. Ne ovat kaikki huomattavasti pienempiä kuin Maa, jonka läpimitta on noin 12 000 kilometriä.

- Jo 1930-luvulla löytynyt Pluto ja taulukon uutukaiset Eris ja Makemake ja Haumea ovat kääpiöplaneettoja. Nimitys tarkoittaa, että ne eivät planeettojen lailla ole puhdistaneet lähiympäristöään muista kappaleista. Niitä sanotaan myös plutoideiksi etäisyytensä mukaan; plutoidien keskietäisyys Auringosta on suurempi kuin Neptunuksen.

- Aurinkokunnassa on myös kääpiöplaneetta Ceres, joka kiertää asteroidivyöhykkeessä Marsin ja Jupiterin välissä.

- Planeettoja aurinkokunnassa on kahdeksan: Merkurius, Venus, Maa, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Pluto menetti planeetan asemansa 2006.


Kaikki Kuiperin vyöhykkeestä englanniksi: www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb.html

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


 

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5205
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti
Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.