1999

29.10.1999

Kauko Kauhanen

Myrskyn merkkejä?

Meteoriparvien maksimien ja meteorimyrskyjen saapumisen arvioiminen on pahamaineisen epäonnista puuhaa. Mistä oikein on kysymys tähdenlentoparvissa, ja miksi niiden kulkua avaruudessa on niin vaikea ennustaa?

Satunnaisia, tähtitieteilijän murteella sporadisia tähdenlentoja iskeytyy ilmakehään jatkuvasti, osapuilleen tasapuolisesti kaikista suunnista. Suurin osa niistä on kuitenkin niin pieniä, etteivät ne jätä näkyvää jälkeä edes yötaivaalle. Paljain silmin havaitsevalle lehtiöön kertyy illan aikana muutama muistiinpano, kameran kanssa meteoria metsästävälle yksikin filmille jäänyt tähdenlento on onnenpotku.

Havaitsijalle kiitollisempi kohde on meteoriparvi, jolloin minuutissa esiintyy tyypillisesti 1C3 tähdenlentoa. Ne näyttävät tähtitaivaalla sinkoavan yhdestä säteilypisteestä, radiantista, jonka sijainnin mukaan parvi myös nimetään. Säteilypiste on samantapainen perspektiiviopin illuusio kuin kahden rautatiekiskon näennäinen liittyminen yhteen horisontissa. Todellisuudessa kiskot, kuten meteorien radatkin, ovat yhdensuuntaisia.

Meteoriparvia tunnetaan kymmeniä. Suurin osa niistä on pystytty yhdistämään johonkin tunnettuun komeettaan, jonka radalle sirottuneita rippeitä ne ovat. Parvi nähdään, kun Maa vuotuisella radallaan pyyhkäisee meteorivirran läpi. Koska komeettojen radat muuttuvat varsin vähän, sama meteoriparvi toistuu vuosittain samoina päivämäärinä.

Leonidit ovat 33,2 vuoden jaksossa Aurinkoa kiertävän komeetta Tempel-Tuttlen seuralaisia. Tempel-Tuttlen ja Maan ratojen geometriasta johtuu, että leonidimeteorit osuvat ilmakehään lähes Maan kulkusuuntaa vasten ja viilettävät siksi poikkeuksellisen nopeasti taivaankaarella.

Historialliset spektaakkelit

Historiallisena aikana on silloin tällöin havaittu meteorimyrskyjä, joissa tähdenlentojen lukumäärä nousee kymmeniin tai useisiin satoihin minuutissa. Myrskyn käytännöllisen määritelmän mukaan yhdessä tunnissa tulee olla nähtävissä yli 4 000 tähdenlentoa, sillä todellisuudessa vasta tämä tuntiaktiivisuus (noin yksi sekunnissa) tuottaa vaikutelman jatkuvasti tippuvista tähdenlennoista. Tunnetuimpia historiallisia tähdenlentomyrskyjä ovat vuosien 1833 ja 1966 spektaakkelimaiset leonidinäytelmät, joissa nähtiin parhaimmillaan yli sata tuhatta meteoria tunnissa! (Ks. T+a 5/98 s. 12-16). Taivas on ollut tuolloin kuin suurenmoisen planetaarisen ilotulituksen täyttämä.

Myrskyn synnyttää pitkulainen tihentymä meteoroidivirrassa. Pommitus kestää puolesta tunnista muutamiin tunteihin; nauhan halkaisija voi siten vaihdella 60 000 kilometristä aina noin 350 000 kilometriin asti, mikä vastaa Kuun etäisyyttä Maasta. Kovin tiheää tällainen taivaallinen hiukkaspuuro ei ole, sillä parven ytimessäkin yksittäisten meteoroidien välimatka on yleensä noin 30 kilometriä. Hiukkasjoukon jäsenistä valtaosa on korkeintaan sormenpään kokoisia siruja.

Meteorivirran syntyhetket

Miten tällaiset avaruuden meteorivirrat sitten saavat alkunsa? Aurinkoa lähestyvän komeettaytimen pintaan kehittyy kaasun purkausalueita. Kaasu nostaa pölyä, jään kappaleita ja kivensiruja ytimen pinnasta avaruuteen. Kaasun purkaussuunnasta riippuen kappaleet joko ajautuvat sisemmäs kiihdyttäen ytimen edelle tai suuntaavat ulospäin ja jäävät jälkeen.

Irronneet meteoroidit ja pöly muodostavat tiiviin vanan, joka pysyy komeetan lähistöllä vuosisatoja. Komeetta synnyttää yhden uuden osasäikeet aina ohittaessaan Auringon. Ensimmäisen havainnon tällaisesta komeettaa seuraavasta nauhasta sai IRAS-satelliitti vuonna 1986.

Parvet ikääntyvät olemattomiin

Meteorisäie venyy muutaman komeetan ratakierroksen aikana jopa monta kertaa Maan ja Auringon etäisyyttä pitemmäksi, mutta pysyy kapeana. Tällainen säie saattaa tuottaa meteorimyrskyn useina vuosina komeetan periheliohituksen molemmin puolin. Leonidimyrskyt ovat ajoittuneet parven emokomeetan vierailuihin. Komeetan ollessa kaukana perihelistään parven esiintymiset jäävät heikoiksi. Leonidit ovat hyvä esimerkki parvesta joka on niin nuori, että sen näkymisaktiivisuus vaihtelee runsaasti.

Ajan kuluessa leonideille käy kuten muillekin parville. Hiukkaset hajaantuvat pitkin pyrstötähden rataa, muodostaen lopulta tasaisen vuon emokomeetan radan ympäri. 0,1 gramman painoisille leonideille hajaantuminen kestää 1 500 vuotta eli 45 Tempel-Tuttlen ratakierrosta. Meteoroidinauha laajenee myös leveyssuunnassa Auringon säteilypaineen ja planeettojen painovoimien aiheuttamien häiriöiden seurauksena.

Tämän kehityksen myötä parvi alkaa esiintyä suunnilleen samanlaisena joka vuosi, eikä sen aktiivisuudessa enää havaita jaksollisuutta. Radianttialue on pieni ja parvi kestoltaan lyhyt, kuten esimerkiksi tammikuisten kvadrantidien ja huhtikuisten lyridien tapauksissa.

Kolmannessa vaiheessa meteorinoro on laajentunut harvaksi virraksi. Pienet hiukkaset ovat saattaneet kadota virrasta kokonaan. Radiantti on laaja alue, myrskyjä ei nähdä ja parvi kestää useita päiviä. Neljännessä vaiheessa meteorivuota ei voi enää erottaa satunnaisista tähdenlennoista.

Meteorien hajaantumiseen vaikuttavat meteoroidien keskinäiset törmäykset, lämmön imeytymisen ja säteilyn aiheuttama energiahukka sekä planeettojen painovoimat. Pienimpiin hiukkasiin Auringon säteilypaine vaikuttaa voimakkaimmin.

Planeetat tönivät painovoimallaan

Planeettojen aiheuttamat häiriöt voivat muuttaa huomattavastikin meteorivirtojen ratoja, varsinkin jos komeetan ratataso on lähellä planeettakunnan tasoa. Esimerkiksi joulukuun puolivälissä esiintyvät geminidit havaittiin ensimmäistä kertaa vasta vuonna 1862 ja häiriöiden lasketaan muuttavan tämän parven rataa niin, ettei geminidejä enää parin sadan vuoden päästä näyttäydy laisinkaan.

Usein samassa parvessa nähdään erilaisia osia, koska meteoroidivirrassakin on eri ikäisiä säikeitä. Esimerkiksi perseidien aktiivisuudessa on lyhyitä, säikeistä aiheutuvia meteorivuon tihentymiä muuten kohtalaisen tasaisessa taustavuossa, sekä harvoja yksittäisiä tähdenlentoja kuukauden aikajaksolla maksimin molemmin puolin.

Meteoriparven ennustaminen

Parven tiheimmän osan törmäysajankohdan ennustaminen on vaikeaa. Tietenkin olisi kiinnostavaa minuutin ja meteorin tarkkuudella tietää missä ja milloin kannattaa istua vahtaamassa taivaallista tulitusta. Parven kannalta ajateltuna maapallo on kuitenkin mitätön läiskä avaruudessa ja tiheä nauha voi mennä kohteliaasti ohi vilauttamatta häntäänsäkään.

Tuli upea näytelmä tai ei, parven mentyä ohi eri puolilla maapalloa tehdyt tähdenlentohavainnot kootaan yhteen. Siten saadaan tarkempaa tietoa siitä, missä parven tiheimmät liuskamaiset osat sijaitsivat. Parven osille voidaan laskea muotoja ja ratoja sekä vertailla niitä aiempien vuosien tai vuosikymmenten havaintoihin. Kun otetaan huomioon kappaleisiin kohdistuvat fysikaaliset tekijät, voidaan selvittää millainen muoto ja rata sekä kappaleiden kokojakauma parvessa tai sen jossakin tiheämmässä segmentissä on. Sitten voidaan jossain määrin simuloida tulevia tähtisateita, niiden maksimia ja näkyvyyttä.

Ennusteet tälle syksylle

Komeetta Tempel-Tuttle ohitti perihelinsä 28. helmikuuta 1998 ja leikkasi Maan ratatason muutamaa päivää myöhemmin. Aiemmat leonidimyrskyt ovat aina sattuneet huomattavasti tämän vaiheen jälkeen. Raaka keskiarvo olisi 602 päivää Maan ratatason ohituksen jälkeen, mikä on huomattavasti lähempänä vuoden 1999 ajankohtaa (622 päivää) kuin edellisvuoden kohtaaminen. Kohtaamisetäisyydeksi on arvioitu 0,008 tähtitieteellistä yksikköä, mikä on samaa kertaluokkaa kuin aiempien myrskyjen aikana. Suuren tähtisateen odotusarvo marraskuulle 1999 vaikuttaa vanhan ennustemenetelmän valossa lupaavalta.

Edes pienen meteorimyrskyn havaitseminen on onnenpotku, jota ei kaikille aktiivisillekaan harrastajille suoda kertaakaan koko elämän aikana. Muun muassa siksi katseet kannattaa suunnata taivaalle jälleen ensi marraskuun 17. ja 18. päivän välisenä yönä. Tähdenlentoparvet ovat kuitenkin arvaamattomia; niiden sielunelämää ei vielä tarkkaan tunneta, joten on syytä pitää jalat maassa.