Radiantti 3/2014 Tähtitieteellinen yhdistys Tampereen Ursa ry.
Kansikuva Radiantti Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 3/2014 Aurinko on saavuttanut aktiivisuusmaksiminsa ja ensimmäiset merkit aktiivisuuden vähenemisestä nähtiin heinäkuussa (2014). Heinäkuun alkupuoli oli runsaiden pilkkuryhmien ja pilkkujen aikaa, mutta pudotus oli nopeaa tultaessa kuukauden jälkipuoliskolle. Ensimmäinen täysin pilkuton vuorokausi nähtiin parisen viikkoa kuvan ottamisen (5.7.2014) jälkeen. Tekniset tiedot: kaukoputki Ikharos (102/714 mm), Astrosolar-suodin, kamera Imaging Source DMK 41AU02.AS ja 2 barlow. Radiantti Tähtitieteellinen yhdistys Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 31. vuosikerta Julkaisija Tampereen Ursa ry. PL. 18, 33501 Tampere Toimitus Päätoimittaja Kari A. Kuure kari.kuure@tampereenursa.fi Radiantti ilmestyy neljä kertaa vuodessa: helmi-, touko-, elo- ja marraskuussa. Toimitukselle osoitettu aineisto tulee olla perillä ilmestymiskuukauden ensimmäisenä päivänä. Lehdessä julkaistuista kirjoituksista ja kuvista ei makseta käyttökorvauksia. 2
Sisällyluettelo Radiantti Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 3/2014 Astromatkailua Arizonassa... 5 Arizona tarjoaa tähtitieteen harrastajille useita näkemisen arvoisia kohteita, joista kaksi tunnetuinta lienevät Percival Lowellin perustama observatorio Flagstaffissa ja maailman parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, Meteor Crater, noin 50 km Flagstaffista itään. Kesälomaamme kuului automatka Yhdysvalloissa, ja Grand Canyon -vierailun yhteyteen oli luontevaa sovittaa myös nämä kaksi muuta mielenkiintoista nähtävyyttä. Artikkelin tässä osassa kerron Lowellista ja hänen observatoriostaan. Astromatkailua Arizonassa... 14 Arizona tarjoaa tähtitieteen harrastajille useita näkemisen arvoisia kohteita, joista kaksi tunnetuinta lienevät Percival Lowellin perustama observatorio Flagstaffissa ja maailman parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, Meteor Crater, noin 50 km Flagstaffista itään. Kesälomaamme kuului automatka Yhdysvalloissa, ja Grand Canyon -vierailun yhteyteen oli luontevaa sovittaa myös nämä kaksi muuta mielenkiintoista nähtävyyttä. Artikkelin tässä osassa kerron kraatterista, joka maallikosta näyttää selkeästi meteoriittitörmäyksen aiheuttamalta, mutta jonka alkuperästä tiedeyhteisö väitteli vielä 1960-luvulle asti. Aurinkoa kuvaamassa... 19 Auringon valokuvaamisella Tampereen Ursassa on jo vuosien perinteet. Viime vuosikymmenellä hankimme ensimmäisten joukossa silloin uuden laitevalmistajan Lunt Solarsystemsin valmistaman LS60T H-alfa -kaukoputken. Se on ollut ahkerassa käytössä tähän vuoteen asti. Kokemukset kaukoputken käytöstä olivat niin hyvät, että uskalsimme hankkia tänä vuonna saman valmistajan jo paljon kehittyneemmän ja suurikokoisemman version tyyppimerkinnältään LS100T H-alfa. Ennakko-odotukset olivat suuret laitteen suorituskyvystä, mutta kukaan ei arvannut kuinka erinomainen laite on kyseessä. Syyskauden tähtitaivas... 23 Syksyn tähtitaivas voi tarjota hyviä havaintomahdollisuuksia aina vain pidempää pimeänä pysyttelevälle taivaalle. Etenkin alkusyksy syyskuussa voi olla antoisinta aikaa: tähtitaivas on niin pimeä kuin vain mahdollista ja lämpötila pysyttelee aika mukavissa lukemissa. Lokakuussa sää käy aina vain epävakaisemmaksi. so. pilvisemmäksi, ja lämpötila saattaa tipahtaa jo pakkaselle. Marraskuussa on sitten jo selkeästi talvityypin säätilat vallitsevia ja taivas pysyttelee pilvisenä ja sateisena viikkoja. 3
Tornin vierestä... 29 Romahtaa, ei romahda, romahtaa... Makeita munkkeja ontujalle. Juice avaruuteen. Kuu ei upota. Ensimmäinen koira Kuussa... 32 kootut kolumnit Tampereen Ursa ry. tiedottaa... 33 Tampereen Ursa ry:n yhteistyökumppanit... 35 4
Astromatkailua Arizonassa Pekka Rautajoki Osa 1 Arizona tarjoaa tähtitieteen harrastajille useita näkemisen arvoisia kohteita, joista kaksi tunnetuinta lienevät Percival Lowellin perustama observatorio Flagstaffissa ja maailman parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, Meteor Crater, noin 50 km Flagstaffista itään. Kesälomaamme kuului automatka Yhdysvalloissa, ja Grand Canyon -vierailun yhteyteen oli luontevaa sovittaa myös nämä kaksi muuta mielenkiintoista nähtävyyttä. Artikkelin tässä osassa kerron Lowellista ja hänen observatoriostaan. Barringerin kraatteri Arizonassa. Artikkelin kaikki kuvat Pekka Rautajoki. 5
Marsin kanavat alkusysäyksenä observatoriolle Lowellin observatorioon liittyvät erottamattomina kaksi aurinkokuntamme kohdetta: Mars ja Pluto. Observatorion siemenet kylvettiin, kun varakas bostonilaisliikemies ja innokas tähtiharrastaja Percival Lowell kuuli italialaistähtitieteilijä Giovanni Schiaparellin havainneen Marsin pinnalla kanavien kaltaisia muodostelmia. 1800-luvun lopun Mars-kartoissa oli jo aiemminkin kuvattu maankaltainen planeetta napajäätiköineen, merineen, järvineen ja mantereineen, mutta Schiaparellin havainnot olivat Lowellille viimeinen sysäys hän päätti sijoittaa rahojaan omaan huippuobservatorioon. Päätökseen vaikutti myös valitettava käännösvirhe italiasta englantiin; Schiaparellin raporteissa käytettiin sanaa canali, joka viittaa luonnonmukaiseen kanaaliin tai uraan ja jolle oikea englanninkielen sana olisi ollut channel. Se kuitenkin käännettiin muotoon canal, joka puolestaan viittasi keinotekoiseen alkuperään ja älykkääseen kanavanrakentajasivilisaatioon. Lowell lähetti avustajansa Andrew Douglassin Yhdysvaltojen lounaisosiin etsimään aavikkoiselta alueelta sopivaa paikkaa observatoriolle. Flagstaffissa oli havaintojen mukaan paras seeing, eli rauhallisin ilmakehä, verrattuna muihin ehdokkaisiin kuten Tombstone, Tucson, Tempe ja Prescott. Niinpä vuonna 1893, vuotta ennen Marsin suotuisaa oppositiota, Flagstaffin läheisellä kukkulalla aloitettiin rakennustyöt. Tämä 2 200 metriä merenpinnan yläpuolelle ulottuva paikka nimettiin myöhemmin Mars-kukkulaksi. Observatorion pääkaukoputki, Alvin Clarkin rakentama 24-tuumainen linssikaukoputki eli refraktori, valmistui kuitenkin vasta vuonna 1896. Sitä ennen Lowell havainnoi Mars-planeettaa lainatuilla 18 ja 12-tuumaisilla refraktoreilla. Haasteita sään ja seeingin kanssa Väliaikaisille putkille oli rakennettu Massachusettsissa tähtitieteilijä William Pickeringin suunnittelema kupu, joka kuljetettiin Flagstaffiin osina (eräs Flagstaffin valintaa observatorion paikaksi puolsi myös sijainti rautatien varrella). Ensivalot uudella, 24-tuumaisella putkella saatiin 23. heinäkuuta vuonna 1896. Väliaikainen, halkaisijaltaan 34-jalkainen kupu, oli 32 jalkaa pitkälle refraktorille selkeästi liian pieni ja joissakin asennoissa putken linssipää itse asiassa työntyi kuvun luukkujen ulkopuolelle. Paikalliset Sykesin veljekset omistivat Flagstaffissa polkupyöräkorjaamon, ja mainostivat pystyvänsä rakentamaan ja korjaamaan mitä tahansa. He saivat Lowellilta tehtäväksi rakentaa uuden, suuremman observatoriokuvun uudelle putkelle. Kuvun tuli olla kevytrakenteinen, joten materiaaliksi valittiin paikallinen mäntypuu. Ponderosa-männyistä sahatut lankut eivät kuitenkaan olleet kovin tukevia tai kestäviä, joten perinteisen puolipallon sijaan valmis kupu muistuttaa ylösalaisin käännettyä sankoa. Vuoden 1894 talvella Flagstaffin sääolot olivat erittäin huonot, ja Lowell oli vähällä siirtää observatorionsa pysyvästi Meksikoon Lowell rakennutti kuvun seinät lähelle Mexico Cityä, ja siirrätti sekä 24-tuumaisen refraktorin että Sykesin veljesten rakentaman kuvun sinne joulukuussa 1896. Flagstaffissa oli sitä ennen hirtehishuumorilla kehitetty uusi seeing-asteikko huonoimmasta, ykkösestä, parhaaseen eli kymppiin, joka saavutettiin, kun pystyttiin näkemään Kuu. Viitosen seeingissä nähtiin kaukoputki, ja ykkösen seeingissä lumisade oli niin ankara, että havaitsija ainoastaan tunsi kaukoput- Clark-kupu ulkoa. 6
ken kosketuksella, muttei enää nähnyt sitä! Meksikon talvi oli armeliaampi, mutta suurin osa Mars-havainnoista Meksikon-observatoriossa tehtiin itse asiassa päiväsaikaan, koska seeing oli silloin yötä parempi mutta kuitenkin, yleisesti niin paljon Flagstaffia huonompi, että jo huhtikuussa 1897 Lowell pakkasi tavaransa junaan ja siirsi refraktorin ja kuvun takaisin Yhdysvaltoihin. Kokeiluja pyöritysmekanismien kanssa 24-tuumaisen refraktorin kuvun alla oli alun perin 24 rautapyörää, jotka liikkuivat seinän yläreunassa olevaa puista kiskoa pitkin. Uudelleen Flagstaffissa koottu kupu liikkui kuitenkin todella huonosti; seinät joustivat, kuvun purkaminen ja kokoaminen olivat luultavasti muuttaneet sen muotoa hieman, ja kuvun alkuperäisten kangasseinien korvaaminen puu- ja alumiiniosilla lisäsi sen painoa. Niinpä kuvun liikuttelu vetovaijereita kiskomalla vaati yleensä kaksi henkilöä. Ratkaisuksi keksittiin kelluttaa kupu veden varassa; puinen kisko korvattiin alumiinisella kaukalolla, joka täytettiin jäätymisen estämiseksi suolavedellä. Kupuun puolestaan kiinnitettiin lukuisia kolmemetrisiä ponttoneja. Kun kourun vuodot oli tukittu, järjestelmä toimi mainiosti parin päivän ajan kunnes yön ja päivän lämpötilaeroista johtuvat laajenemiset ja supistumiset rikkoivat kourun saumat. Myös ponttonit vuotivat ja vaikka kouru vuorattiin lyijyllä ja ponttonit suurelta osin kuparilla, jatkuva huoltaminen ja kuparin kalleus lopulta johtivat kelluntasysteemin poistamiseen. Vanhat rautapyörät palautettiin; tällä kertaa ne liikkuivat rautakiskon päällä, ja pyöritys tapahtui sähkömoottorilla tosin alkuaikoina sähkö saatiin pyörivässä kuvussa olevalle moottorille rajallisen mittaisella johdolla, joka piti aina siirtää pistorasiasta toiseen, mikäli kupua liikuteltiin tarpeeksi paljon. 1950-luvun lopulla rautapyörät ja roikkuva sähköjohto korvattiin vielä nykyisinkin käytössä olevalla pyörityskoneistolla: kupu lepää nyt 24 Clark-refraktorin kupu sisältä. Huomaa liikuteltava, kookas havaintoistuin. vuosimallin 1954 Ford Pickupin autonrenkaan päällä! Kolmea rengasta pyörittää erillinen moottori, ja 21 rengasta pyörii vapaasti. Renkaanvaihtojakin joskus tarvitaan kupu nostetaan silloin tunkilla ylös aivan kuten autotkin. Vuoden 1956 renkaita ei tietenkään enää löydy kovin helposti, joten observatorio käyttää erään teksasilaisyrityksen vanhan renkaan mallin mukaisella muotilla valamia uustuotantorenkaita. Lowell ja Marsin kanavat Lowell havainnoi Marsia 22 vuoden ajan, ja vakuuttui kanavien todellisuudesta. Hän piirsi useita, tarkkoja Marskarttoja, ja päätteli planeetanlaajuisista kanavista, että Marsissa täytyy olla globaali hallinto, ja hän jopa arveli Marsin pääkaupungin todennäköisen paikan olevan useiden suurten kanavien risteyskohdassa. Lowell oli etevä tieteen popularisoija, ja hänen kirjojansa luettiin laajalti. Marsin kanavien suosiota selitti myös se, että 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa maapallolla oli laajoja kanavaprojekteja Suezin kanava valmistui 1869 ja Panaman kanava vuonna 1914. Syystä tai toisesta Marsin kanavat eivät koskaan kuitenkaan ikuistuneet va- 7
lokuvalevyille, minkä Lowell selitti johtuvan seeingistä ja pitkistä valotusajoista, joten vain harjaantunut silmä pystyi näkemään kanavat hetkittäisen ilmakehän rauhoittumisen aikana. Osa Lowellin aikalaisista pystyi myös näkemään kanavat, osa taas ei ja vasta vuonna 1971 Mariner 9 luotaimen kuvat Marsin kiertoradalta osoittivat, että mitään kanavia ei oikeasti ollut olemassa. Jälkeenpäin virheellisiä havaintoja on selitetty jonkinlaisena silmän ja aivojen yhteistyön aiheuttamana illuusiona, tai yksinkertaisesti siten, että tutkijat, jotka olivat vakuuttuneet kanavien olemassaolosta, myös näkivät, mitä he halusivatkin nähdä. Vesto Slipher ja spiraalisumujen arvoitus Lowell ei ollut ainoa kuuluisa tähtitieteilijä, joka teki 24-tuumaisella Clark-refraktorilla havaintoja valitettavan usein Marsin kanavahavaintojen alle unohtuvat tieteellisesti paljon merkittävämmät putkella tehdyt havainnot kaukaisemmista kohteista. Vuonna 1901 Percival Lowell palkkasi väliaikaiseksi assistentiksi maatilan pojan Indianasta tämä apulainen oli Vesto Melvin Slipher, jonka ensimmäisiin tehtäviin kuului opetella käyttämään observatorion uutta spektrograafia. Slipherin havainnot useista spiraalisumuista näyttivät, että kohteiden spektriviivat ovat voimakkaasti siirtyneet kohti spektrin punaista päätä. Tämä puolestaan osoitti, että sumut etääntyvät meistä hämmästyttävän suurilla nopeuksilla Slipherin laskujen mukaan noin 300 kilometriä sekunnissa. 1920-luvulla Edwin Hubble jatkoi Slipherin havaintoja omalla tahollaan, ja osoitti näiden kohteiden olevan kaukaisia galakseja, ja myöskin sen, että maailmankaikkeus laajeni. Slipherin havainto on luultavasti tieteellisesti kaikkein merkittävin, mitä Lowellin observatoriossa on tehty. Mielenkiintoinen yksityiskohta on, että observatorio hankki spektrograafin miltei vahingossa. Kun Lowell ja Andrew Douglass olivat palauttamassa lainassa ollutta 18-tuumaista refraktoria omistajalleen, instrumenttivalmistaja John Slipher ja hänen havaintojaan. Hänen käyttämänsä spektrograafi näkyy lasikaapin alahyllyllä vasemmalla. 8
Brashearille vuonna 1895, he halusivat puhdistaa putken linssin. Lähettipoika laitettiin asialle ostamaan pullo hyvää alkoholia ( good alcohol ), mutta hän ymmärsi tai kuuli väärin, ja osti puualkoholia ( wood alcohol ). Se kuivui linssin kuperalle pinnalle aivan liian nopeasti, ja syövytti pyöreän jäljen. Rahallisen kompensaation sijaan Lowell suostuteltiin tekemään kallis instrumenttitilaus, ja Brashear rakensi observatoriolle spektrograafin. Planeetta X Huolimatta Slipherin galaksihavainnoista, Lowellin observatorion tunnetuin tieteellinen löytö on nykyisin kääpiöplaneetaksi luokiteltu Pluto. Lowell itse oli kiinnostunut löytämään Neptunuksen tuolta puolen planeetta X:ksi nimetyn kohteen, jonka hän laskelmiensa pohjalta uskoi aiheuttavan pieniä häiriöitä Neptunuksen liikkeeseen radallaan. Lowell teki vuosina 1905 1915 useita etsintöjä, kuitenkin tuloksetta. Vesto Slipheristä tuli observatorion johtaja Lowellin kuoleman jälkeen, ja vuonna 1929 Slipher palkkasi kansaslaisen 22-vuotiaan tähtiharrastajan Clyde Tombaughin apulaiseksi planeetta X:n etsintään. Tombaughin tehtäviin kuuluivat etsintäputken, 13-tuumaisen refraktorin (tai oikeammin astrograafin) käytön lisäksi observatorion lämmityksestä ja vierailijakierroksista huolehtiminen. Planeettajahdissa Tombaugh otti kaksi valokuvaa tutkimusalueesta muutaman päivän välein, ja vertaili kuvia laitteella, jossa liikkuvan peilin avulla kuvia katseltiin okulaarin läpi nopeasti vuorotellen. Muutoin samanlaisissa kuvissa taustatähtiä vasten edestakaisin liikkuva piste oli kohtuullisen helppo havaita. Vuoden 1930 tammikuun 23. ja 29. päivän iltoina otettujen valokuvalevyjen himmeässä loisteessa yksi piste teki odotettua edestakaista liikettä yhdeksäs planeetta oli löytynyt! Löytö julkistettiin virallisesti maaliskuun 13. päivänä, jolloin Lowellin syntymästä oli kulunut päivälleen 75 vuotta. Uudelle planeetalle sateli nimiehdotuksia; Lowellin leski esimerkiksi ehdotti nimeä Percival, ja myös Lowell, Minerva, Zeus, Artemis ja Atlas olivat vaihtoehtojen joukossa. Englantilaisen 11-vuotiaan koululaisen, Venetia Burneyn, isoisän luettua aamiaispöydässä löytöuutista, Venetia ehdotti nimeksi Plutoa, klassisen mytologian manalan jumalaa, josta hän oli lukenut koulussa. Hänen isoisänsä Falconer Madan oli entinen kirjastonhoitaja, ja hän tunsi useita tähtitieteilijöitä, mm. entisen kuninkaallisen tähtitieteilijän Herbert Hall Turnerin. Madan kertoi Venetian ehdotuksesta Turnerille, joka puolestaan sähkötti ehdotuksen Lowellin observatorioon. Amerikkalaiset eivät ehkä olisi Plutoa ehdottaneet 1930-luvun alussa Pluto oli suositun ulostuslääkkeen nimi! Pluto kuitenkin valittiin se sopi hyvin kuvaamaan kaukaista ja jäistä kohdetta, ja mytologian Pluto oli myös Jupiterin ja Neptunuksen veli. Lisämausteensa nimeämiselle antaa se, että Venetian isosetä Henry Madan oli aiemmin saanut kunnian nimetä Marsin kuut Phobosin ja Deimosin. Toinen näppärä sattuma oli Pluton lyhenne, päällekkäiset kirjaimet P ja L, jotka ovat myös Percival Lowellin nimikirjaimet. Planeetta Pluto puolestaan antoi nimen plutonium vuonna 1941 löydetylle uudelle alkuaineelle, jolla oli ytimessään 94 protonia. Nimi oli luonteva jatkumo vuonna 1789, kahdeksan vuotta sen jälkeen kun Herschel löysi Uranuksen, nimettiin raskain luonnossa esiintyvä alkuaine (järjestysluvulla 92) uraaniksi, ja vain vuosi ennen plutoniumin 9 Pluto-teleskooppi valmiina 35x42.5 cm valokuvauslevyä varten. Valotukset olivat tyypillisesti tunnin mittaisia.
nimeämistä sai alkuaine numero 93 nimen neptunium. Planeetta Pluton ja Mikki Hiiren koiran nimen välistä yhteyttä ei ole aukottomasti todennettu, mutta on varsin todennäköistä, että vuosi Pluton löytämisen jälkeen Plutona esiintynyt koira on Walt Disneyn mielessä saanut nimivaikutusta mieluummin amerikkalaisen tähtitieteilijän löytämästä planeetasta kuin suositusta laksatiivista! Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni määritteli Pluton kääpiöplaneetaksi vuonna 2006; kuusi vuotta aiemmin New Yorkin planetaariossa Pluto oli jo luokiteltu Neptunuksen takaisten Kuiperin vyöhykkeen jäisten pikkukappaleiden joukkoon yhdysvaltalaislasten suureksi mielipahaksi. Lowellin observatorion tähtitieteilijät puolestaan ymmärtävät Pluton uuden statuksen hyvin pienimmän planeetan statuksen sijaan Pluto on nyt Kuiperin vyöhykkeen kuningas! Lowellin observatorio - kolme kampusta Nykyisin Lowellin observatoriolla on kaukoputkia kolmessa eri paikassa Flagstaffin ympäristössä. Historiallinen, alkuperäinen observatorio Flagstaffin kupeessa toimii lähinnä yleisökeskuksena, ja suurin osa varsinaisesta tutkimustyöstä tehdään kahdella uudemmalla kampuksella muutaman kymmenen kilometrin päässä kaupungin valosaasteesta 42 ja 72-tuumaisilla optisilla kaukoputkilla. Lowellin observatorion kaukaisemmilla kampuksilla on myös Yhdysvaltojen laivaston observatorion kanssa rakennettu optinen interferometri, ja Discovery Channel-TV-kanavan tuottajayhtiön osin rahoittama 4,3 metrin The Discovery Channel Telescope (DCT). Vierailu historiallisella, Mars-kukkulaksi nimetylle vuorelle rakennetulla historiallisella observatoriokampuksella alkaa Steele-vierailijakeskuksesta. Se kantaa arizonalaisen pariskunnan Horace ja Ethel Steelen nimeä, sillä keskus on rakennettu pääosin Steelen säätiön rahoituksella. Keskuksessa oli vierailuaikaan myös Hubble-avaruuskaukoputkesta ja sen havainnoista kertova näyttely. Pääsymaksu sisältää osallistumisen yhdelle tai useammalle opastetulle kierrokselle observatorion alueella, ja vierailupäivän ensimmäinen kiertokävely keskittyi nimenomaan Lowellin Mars- Lowellin mausoleumi. 10
havaintoihin ja observatorion varhaiseen historiaan. Matkalla 24-tuumaisen Clark-kaukoputken kupolille ohitimme Lowellin mausoleumin, jonne observatorion perustaja haudattiin hänen kuoltuaan vuonna 1916. Valitettavasti vierailumme aikana 24-tuumainen refraktori oli huollossa, joten sen ekvatoriaalinen jalusta nökötti kuvun keskellä vailla sen tavallista kuormaa kaukoputkea, jota pidetään laajalti yhtenä maailman hienoimmista linssikaukoputkista. Putki on muutoin edelleen aktiivikäytössä, ja vierailupäivämme oli täysin pilvetön mikäli putki olisi ollut paikallaan, observatoriossa olisi ollut mahdollista omin silmin havaita Mars-planeettaa samalla instrumentilla kuin Percival Lowell. Toisaalta, tiukka aikataulumme ei olisi mahdollistanut moista kuitenkaan, eli ehkä onneksemmekin putki ei sittenkään ollut käytettävissä muutoin ainutlaatuisen tilaisuuden ohittaminen aikataulun saneleman pakon takia olisi ollut erittäin harmittavaa. Vierailupäivänä olisi toki ollut sekä aurinkohavainnointia että yötaivaan havainnointia muilla instrumenteilla (mm. 16-tuumaisella Cassegrain-putkella) Clark-refraktorin huollosta huolimatta. Lohdutuksena saimme kuitenkin ihailla myöhemmin yötaivasta lähellä Grand Canyonia automatkalla mukana olleella kuusituumaisella SCT-putkella. Muuta nähtävää Mars-kukkulalla Lowellin observatorion Mars-kierros päättyy observatorion Vesto Slipherin ja hänen veljensä Earlin mukaan nimetyn Slipher-rakennuksen pyöreään Rotunda-kirjastotilaan. Toinen opastettu kierros, Pluto-kierros, puolestaan alkaa täältä, ja vierailijat voivat omin silmin kurkistaa samaan vertailulaitteeseen, eli blink-mikroskooppiin ( blink comparator ), jota Clyde Tombaugh käytti vuonna 1930. Tosin valokuvalevyt ovat kopioita, eivät alkuperäisiä! Pienen Pluton liike on todella vallan helppo todentaa laitteen avulla. Rotundan reunoilla on myös muita historiallisia esineitä, esimerkiksi alkuperäinen spektrograafi, jonka avulla Slipher havaitsi laajenevan maailmankaikkeuden, kuukarttoja 1960-luvulta, Lowellin Mars-karttoja sekä Vesto Slipherin peräti 60 jalkaa pitkä laskutikku! Lasikaapissa on observatorion lisäksi vanha vieraskirja auki vuoden 1963 kohdalta; aukeamalla komeilee muun muassa Neil Armstrongin signeeraus. Vuosina 1961 1969 Clark-refraktoria käytettiin tarkkojen kuukarttojen tekoon Apollo-lentoja varten, ja astronautit vierailivat itsekin tekemässä havaintoja. Rotundaa valaisee upea Saturnusaiheinen kattolamppu vuodelta 1918. Slipher-rakennus ulkoa. Rakennuksen siivet on suunnattu tasauspäivien auringonnousujen ja laskujen suuntaan (eli itälänsisuuntaisesti). Rotundan kupolia käytetään nykyisin myös planetaarioesityksiin. 11
Radiantti Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 3/2014 Polku Slipher-rakennukselta Pluto-teleskoopin kuvulle mallintaa Aurinkokuntaa reilun sadan metrin matkalla, näyttäen planeettojen suhteelliset etäisyydet Auringosta ja toisistaan aina Plutoon asti. Yksi tuuma polulla vastaa miljoonaa mailia. Polun infotaulujen yhteydessä näkyvät Aurinko ja planeetat ovat kuitenkin 20 kertaa suurempia kuin mitä ne todellisuudessa olisivat tässä mittakaavassa. Matkaa Alfa Kentaurille kertyisi tässä skaalassa noin 628 kilometriä. Mars-kukkulan metsikköön on myös tehty Galaksipolku ja Maailmankaikkeuspolku edellinen kuvaa noin 30 000 valovuoden matkaa Auringosta Linnunradan keskustaan tuuman vastatessa noin viittä valovuotta, ja jälkimmäisessä puolestaan tuumalla saa jo 2,1 miljoonaa valovuotta. Molemmat kävelyretket muistuttavat Tampereen tähtitornin portaikon maalausta erilaisia kohteita esitellään tauluilla sopivilla etäisyyksillä, mutta kohteiden suunnan suhteen on tietysti otettu vapauksia ja kaikki on sijoitettu lineaarisesti suoran polun varteen. Galaksipolun varrelta löytyvät mm. Orionin sumu, Deneb, planetaarisia sumuja, musta aukko Cygnus X-1, Rapusumu, pallomaisia tähtijoukkoja, Linnunradan keskussauva, ja keskustan supermassiivinen musta aukko. Maailmankaikkeuspolun infotauluissa puolestaan kerrotaan pimeästä aineesta, punasiirtymästä, laajene- 42-tuumainen käytöstä poistettu peilikaukoputki. vasta maailmankaikkeudesta, lähigalakseista, aktiivisista Infotauluja Galaksipolun varrella. 12
galaksiytimistä, gravitaatiolinsseistä, gammasädepurkauksista, maailmankaikkeuden suuren mittakaavan rakenteista sekä kosmisesta taustasäteilystä. Lähellä vierailijakeskusta on nähtävillä vuonna 1909 valmistunut, ja vuonna 1970 käytöstä poistettu 42-tuumainen peilikaukoputki. Myös sen on rakentanut Alvan Clark & Sons. Putken erikoisuutena oli neljä erilaista apupeiliä, joita vaihtamalla pystyttiin muuttamaan putken polttoväliä sopivammaksi mm. valokuvaukseen tai spektroskopiaan. Putken avulla määriteltiin myös Marsin ja Venuksen pintalämpötilat, ja sen avulla määriteltiin tarkasti Pluton kiertorata. Observatoriovierailua voi lopuksi täydentää ostoksilla erittäin monipuolisessa kaupassa, jonka tarjontaan kuuluvat mm. kirjat, t-paidat, kaukoputket ja erilaiset tähtiaiheiset koriste- ja käyttöesineet. Lähteitä ja lisätietoa Lowellin observatorion verkkosivu: http://www.lowell.edu Belkora, Leila 2003, Minding the heavens the story of our discovery of the Milky Way, Institute of Physics Publishing degrasse Tyson, Neil 2009, The Pluto files the rise and fall of America s favorite planet, W. W. Norton Harland, David M. 2005, Water and the search for life on Mars, Springer / Praxis Publishing Longair, Malcolm 2006, The cosmic century a history of astrophysics and cosmology, Cambridge University Press Lowell, Percival 1908, Mars as the abode of life, Elibron Classics Minard, Anne 2007, Pluto and beyond a story of discovery, adversity and ongoing exploration, Northland Publishing Nickell, Duane S. 2008, Guidebook for the Scientific traveler visiting astronomy and space exploration sites across America, Rutgers University Press Schindler, Kevin S. 1998, 100 years of good seeing the history of the 24-inch Clark Telescope, Lowell Observatory Weintraub, David A. 2007, Is Pluto a planet? A historical journey through the Solar System, Princeton University Press 13
Astromatkailua Arizonassa Pekka Rautajoki Osa 2 Arizona tarjoaa tähtitieteen harrastajille useita näkemisen arvoisia kohteita, joista kaksi tunnetuinta lienevät Percival Lowellin perustama observatorio Flagstaffissa ja maailman parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, Meteor Crater, noin 50 km Flagstaffista itään. Kesälomaamme kuului automatka Yhdysvalloissa, ja Grand Canyon -vierailun yhteyteen oli luontevaa sovittaa myös nämä kaksi muuta mielenkiintoista nähtävyyttä. Artikkelin tässä osassa kerron kraatterista, joka maallikosta näyttää selkeästi meteoriittitörmäyksen aiheuttamalta, mutta jonka alkuperästä tiedeyhteisö väitteli vielä 1960-luvulle asti. Meteorikraatterin reunan kerrostumat ovat päinvastaisessa järjestyksessä normaalin nähden selkeä todiste, että jokin voima on ainekset lennättänyt kraatterista. Kuva Wikimedia Commnons. 14
Ensimmäiset tieteelliset tutkimukset Esimmäinen virallinen maininta Arizonan oudosta kraatterista on vuodelta 1871 eräässä tiedusteluraportissa kenraali Custerille. Paikallinen lammaspaimen puolestaan löysi rautameteoriitteja alueelta vuonna 1886, mutta hän luuli niitä hopeaksi, eikä raportoinut löydöstään viiteen vuoteen. Aikansa arvostetuin geologi, Grove Karl Gilbert, saa kunnian Meteorikraatterin ensimmäisestä tieteellisestä tutkimuksesta. Gilbert arvioi vuonna 1891 kolmea vaihtoehtoista alkuperää kraatterille. Koska paikalta ei löytynyt vulkaanista alkuperää olevaa kiviainesta, hän päätteli, että kyseessä ei ollut tulivuoren kraatteri. Toinen mahdollinen syntytapa oli höyryräjähdys maan alla syvemmällä oleva magma höyrysti vesikerroksen, ja höyry purkautui räjähdysmäisesti muodostaen kraatterin. Kolmantena Gilbert pohti myös mahdollista meteoriittitörmäystä itse asiassa tämä oli hänen mielestään todennäköisin vaihtoehto. Kraatterin ympäriltä oli löytynyt rauta- ja nikkelijäämiä, mikä tuki meteoriittitörmäyksen mahdollisuutta. Gilbert teki kuitenkin ratkaisevan virheen hän oletti, että törmännyt kappale olisi hautautuneena kraatterin pohjalla. Kompassineulat eivät kuitenkaan paljastaneet suuren rautakappaleen olemassaoloa, ja kraatterin reunan materiaalia näytti olevan vain kuopan tilavuuden verran. Hautautunut meteoriitti olisi syönyt tilavuudesta osan, ja kiviainesta olisi siten pitänyt olla reunalla enemmän kuin mitä kraatteriin näennäisesti mahtuisi. Hypoteesi meteoriittitörmäyksestä näytti siis hänestä tosiasioiden valossa virheelliseltä, ja Gilbert päätyi lopulta puoltamaan höyryräjähdystä. Ympäristön meteoriittijäänteet olivat vain sattumaa. Koska Gilbert oli aikansa suurin geologian auktoriteetti, ei hänen johtopäätöstään juuri uskallettu kiistää. Daniel Barringer vainuaa omaisuuden Vuonna 1902 menestyksekäs ja tunnettu kaivosinsinööri Daniel Moreau Barringer kuuli sattumalta tuttavaltaan Arizonan kraatterista, ja paria kuukautta myöhemmin hän myös sai selville, että myös kraatterin reunavallilta on löydetty meteoriittirautaa sekoittuneena kiviainekseen. Hänestä tämä todisti selkeästi, että meteoriitin törmäys ja kraatterin synty ovat tapahtuneet yhtä aikaa muutoin meteoriittimateriaali ja kraatterista lentänyt kiviaines olisivat olleet erillisinä kerroksina. Gilbertin tavoin Barringer uskoi, että törmääjä oli kraatterin kokoinen, ja että se olisi edelleen hautautuneena kraatterin pohjan alle. Hänestä Gilbert ei ollut huomioinut laskuissaan reunan eroosiota, eli kraatterista oli lentänyt ulos enemmän maa-ainesta kuin miltä pikaisesti saattoi näyttää. Taalankuvat silmissä hän suunnitteli kaivavansa kraatterista valtavasti rautaa ja nikkeliä. Barringer perusti kaivosyhtiön ja hankki kaivosoikeudet kraatteriin käytännössä näkemättä koko paikkaa omin silmin. Barringer ja hänen rahoittajakumppaninsa käyttivät 27 vuoden ajan nykyrahassa yli kymmenen miljoonaa dollaria yrittäessään tuloksetta kaivaa metalleja kraatterista. Vaikka hänen kaivosyhtiönsä oli taloudellinen katastrofi, se menestyi kuitenkin tieteellisesti kaivostoiminnan ohessa Barringer keräsi kraatterista niin paljon tutkimustuloksia, että tiedeyhteisö alkoi vähitellen vakuuttua törmäysalkuperästä. Tiedeyhteisön vakuuttamisessa auttoi myös geologi George Merrill, joka julkaisi 1900-luvun alussa Barringeria tukevia artikkeleita. Merrillin päätodisteena oli kvartsilasi, jota löytyi kraatterista sellaista synnytti vain äärimmäinen kuumuus. Kivikerrokset kraatterin alla olivat myös koskemattomia, osoittaen että kraatterin synnyttänyt voima tuli maan yläpuolelta, eikä sitä aiheuttanut vulkaaninen toiminta syvällä maan alla. Vastustustakin silti vielä oli tie- Kraatterin reunavalli aavikolta nähtynä. Artikkelin kuvat Pekka Rautajoki ellei toisin ole ilmoitettu. 15
deyhteisön oli vaikea luopua ajatuksesta, että geologiset prosessit tapahtuvat vähitellen pitkän ajan kuluessa, eikä äkillisissä, katastrofaalisissa yksittäistapahtumissa. Lisäksi Barringer ei ollut henkilönä kovin pidetty; hän esimerkiksi hyökkäsi varsin henkilökohtaisesti geologi Gilbertiä vastaan julkaisemissaan artikkeleissa. Vuonna 1946 meteoriittiasiantuntija Harvey Ninninger analysoi tarkkaan kraatterin ympäristön maaperää, ja löysi runsaasti kappaleita, jotka olivat syntyneet tiivistymällä metallia ja kiveä sisältävästä höyrypilvestä. Lopullinen todiste meteoriittialkuperästä saatiin 1960-luvulla: kahta kraatterista löytynyttä harvinaista mineraalia, koesittia ja stishoviittia, syntyy ainoastaan kun kvartsipitoiseen kiviainekseen osuu valtava voima tai shokkiaalto. Mutta missä on rauta? Chicagon yliopiston tähtitieteilijä Forest Ray Moulton julkisti laskelmansa 1920-luvun lopulla, jonka mukaan törmääjä oli huomattavasti oletettua pienempi, ja ettei siitä ollut jäänyt juurikaan mitään jäljelle törmäyksen jälkeen. Barringer lähestyi toista tähtitieteilijää, Henry Norris Russellia, toivoen Moultonin olevan väärässä, mutta Russell vahvisti meteoriitin suurelta osin höyrystyneen törmäyksessä. Barringer uskoi alun perin, että kraatterissa olisi rautaa jopa 100 miljoonaa tonnia arvoltaan reilusti yli miljardi dollaria vuoden 1903 hinnoilla. Moultonin arvioiden mukaan törmääjän massa oli todellisuudessa vain tuhannesosa arviosta. Kraatterin pohjan alla ei siis ollutkaan omaisuutta, ja vuoden 1929 syyskuussa Barringerin kaivosyhtiön johtokunta päätti kaivostöiden lopettamisesta. Päätös oli paha isku Barringerille, ja hän kuoli sydänkohtaukseen vain muutama kuukausi myöhemmin. Holsinger-meteoriitti. 16
American Astronaut Wall of Fame. Meteorikraatteri tänään Barringerin suku omistaa edelleen Meteorikraatterin, ja vaikka sieltä ei metalliomaisuutta löytynytkään, se tuottaa suvulle mukavasti tuloja turistinähtävyytenä. Meteorikraatterin reuna kohoaa vaatimattoman näköisenä aavikolla noin 45 metrin korkeuteen; vierailijakeskus on rakennettu kraatterin pohjoisreunalle, ja sen sisällä on pysyvä meteoreista ja meteoriiteista kertova näyttely. Itse kraatteria voi ihastella useasta suunnasta pohjoisreunalle rakennetuilta tasanteilta. Kraatterin halkaisija on noin 1 200 metriä, ja sen pohja on noin 100 metriä ympäröivää aavikkoa matalammalla. Nykykäsityksen mukaan kraatteri syntyi noin 50 000 vuotta sitten kun halkaisijaltaan 50-metrinen rautameteoriitti törmäsi Arizonan aavikkoon 150 Hiroshiman atomipommin voimalla. Meteorikraatterin oma esite antaa hyvän vertailukohdan kraatterin koolle: kuvittele pohjalle kaksikymmentä yhtäaikaista jalkapallo-ottelua, ja reunalle katsomo, johon mahtuu kaksi miljoonaa kannustajaa! Kraatterista länteen noin viiden kilometrin päässä on mutkitteleva kanjoni nimeltään Canyon Diablo, sekä samanniminen kylä. Kylän ja kanjonin nimi on antanut virallisen nimen myös kraatterin synnyttäneelle kappaleelle, jonka säilyneitä pirstaleita on löytynyt yhteensä noin 30 tonnin verran lähiympäristöstä seitsemän kilometrin säteellä. Suurin yksittäinen Canyon Diablo meteoriitin osa (ns. Holsinger-meteoriitti) on esillä vierailijakeskuksessa; sen massa on 639 kg. Neljänneksi massiivisin kappale puolestaan on esillä edellisessä vierailukohteessamme, Lowellin observatoriossa. Huomattavasti enemmän massaa on pölymäisessä muodossa sekoittuneena maaperään aina kymmenen kilometrin etäisyydelle asti. Canyon Diablo on rautameteoriitti tyyppiä karkea oktahedriitti. Vierailijakeskuksessa voi lisäksi katsella lyhyitä dokumenttielokuvia, kokeilla itse kraatterin muodostamista törmäyksillä, ja kiertää opastetulla kierroksella vajaan kilometrin mittaisen matkan kraatterin reunalla. Turisteja ei kuitenkaan päästetä alas kraatterin pohjalle. Vierailijakeskuksen yhteydessä on kookas monumentti, johon on kirjattu kaikkien amerikkalaisten astronauttien nimet. Apollo-astronautit harjoittelivat geologiaa ja näytteiden keräämistä Meteorikraatterissa vuosina 1964 1972. 17
Vasemmalla 55 g kappale Canyon Diablo meteoriittia, oikealla 17 g pala meteoriittioksidia. Kumpikin on herkkä ruostumaan. Keskuksessa on myös luonnollisesti laaja myymälä yllättäen siellä ei ole myynnissä varsinaisia Canyon Diablo meteoriitin kappaleita, vaan pelkästään törmäyksessä hapettuneita meteoriittioksidin palasia. Jälkimmäiset koostuvat pääosin raudasta ja nikkelistä, mutta niiden rakenne on törmäyksessä muuttunut alkuperäisen meteorin koostumuksesta. Arizonan kraatterin synnyttäneen iskeytyjän alkuperäisiä jäänteitä löytyy kuitenkin laajasti vaikkapa ebaysta. Ilman meteoriittiostoksiakin eroosiolta yllättävän hyvin säilynyt kraatteri on kieltämättä erittäin vaikuttava näky ja ehdottomasti vierailun arvoinen! Lähteitä ja lisätietoa Meteorikraatterin virallinen verkkosivu: http://www.meteorcrater.com Cokinos, Christopher 2009, The Fallen Sky an intimate history of shooting stars, Jeremy P. Tarcher / Penguin Hodge, Paul 2009, Meteorite craters and impact structures of the Earth, Cambridge University Press Nickell, Duane S. 2008, Guidebook for the Scientific traveler visiting astronomy and space exploration sites across America, Rutgers University Press Nininger, H. H. 1956, Arizona s Meteorite Crater, American Meteorite Laboratory Shoemaker, E. M. & Kieffer, S. W. 1974, Guidebook to the geology of Meteor Crater, Arizona, Center for Meteorite Studies 18
Radiantti Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 3/2014 Aurinkoa kuvaamassa Kari A. Kuure Auringon valokuvaamisella Tampereen Ursassa on jo vuosien perinteet. Viime vuosikymmenellä hankimme ensimmäisten joukossa silloin uuden laitevalmistajan Lunt Solarsystemsin valmistaman LS60T H-alfa -kaukoputken. Se on ollut ahkerassa käytössä tähän vuoteen asti. Kokemukset kaukoputken käytöstä olivat niin hyvät, että uskalsimme hankkia tänä vuonna saman valmistajan jo paljon kehittyneemmän ja suurikokoisemman version tyyppimerkinnältään LS100T H-alfa. Ennakkoodotukset olivat suuret laitteen suorituskyvystä, mutta kukaan ei arvannut kuinka erinomainen laite on kyseessä. Aurinkokaukoputki vastaanottotarkastuksessa. Kuva Kari A. Kuure 19
Radiantti Tampereen Ursa ry:n jäsenlehti 3/2014 Kuva on otettu Lunt LS100T H-alfa-kaukoputkella ja siinä on näkyvissä lähes kaikki mahdolliset ilmiöt Auringon kromosfäärissä. Kuva on otettu samana päivänä kuin tämän lehden laajakaistainen kansikuva. Selvyyden vuoksi molempiin kuviin on merkitty pilkkuryhmät (aktiiviset alueet). Kuva Kari A. Kuure. Uusi kaukoputki tuli huolintafirman toimittamana pilvisenä päivänä toukokuun loppupuolella. Kuinka ollakaan, pilvisyysjakso tuntui kestävän pitkään vaikka todellisuudessa pilvistä oli vain pari kolme päivää. Ensimmäisiä maistiaisia kaukoputken kyvyistä sain pilvien rakosista tehdyistä visuaalihavainnoista ja ne olivat kaikki positiivisia. Etenkin uusi ilmanpaineeseen perustuva kaukoputken suodattimen viritys tuntui heti miten käyttökelpoisemmalta ratkaisulta kuin edellisen mallin suodattimen kallistaminen. Uuden kaukoputken myötä muutimme tähtitornin jalustan kahdelle kaukoputkelle sopivaksi, tosin vain kesäkaudeksi. Toinen kaukoputki on tämä uusi aurinkokaukoputki ja toinen, jo joitakin vuosia sitten hankittu Ikharos. Sattumalta molempien kaukoputkien optiikkat ovat samanlaiset: objektiiviin halkaisija 102 mm ja polttoväli 714 mm. Kaukoputkien massatkin ovat suurin piirtein samanlaiset; Lunt hieman massiivisempi johtuen sen sisään rakennetusta Etalon-suodattimesta ja kondensorilinsseistä. 20