Arkisto


Viisi kuvaa eksoplaneetasta Proxima b

2.3.2021 klo 12.17, kirjoittaja
Kategoriat: Eksoplaneetat , Elinkelpoisuus

Tiedämme lähimmästä eksoplaneetasta, Proxima Centauria kiertävästä planeetasta Proxima b, vain hyvin vähän. Sen kiertorata on kohtuullisen hyvin tunnettu ja osaamme sanoa, että Proxima b:n maailmassa vuoden pituus on noin 11.2 Maan päivää. Tiedämme, että sen etäisyys tähdestään on vain vajaat viisi prosenttia Maan etäisyydestä Auringosta, joten tähden voimakkaat vuorovesivoimat ovat todennäköisesti saattaneet planeetan pyörimisen synkroniin sen kiertoajan kanssa — silloin Proxima b näyttää aina saman puoliskonsa tähdelleen, joten Maalle tyypillistä vuorokausivaihtelua planeetalla ei esiinny.

Proxima b:n muut ominaisuudet ovat vieläkin heikommin tunnettuja. Sen massaa on kyetty arvioimaan radiaalinopeushavaintojen perusteella ja tulokseksi on saatu noin 30% Maan massaa suurempia arvioita. Kyseessä on kuitenkin vain varovainen alarajan arvio ja suurempia massa-arvioita on vaikeaa sulkea täysin pois havaintojen perusteella. Suurella todennäköisyydellä Proxima b on kuitenkin pieni kiviplaneetta, jolla ei ole merkittävää kaasuvaippaa ympärillään.

Emme tiedä onko Proxima b:n pinnalla kaasukehää, ja jos on, sen koostumuksesta ja paksuudesta voi esittää korkeintaan valistuneita mutta vain erittäin spekulatiivisia arvioita. Emme osaa sanoa onko planeetan pinnalla vettä, vaikka pinnan lämpötilaolosuhteet luultavasti sallivatkin sen esiintymisen nestemäisessä olomuodossaan. Veden olemassaolo ei kuitenkaan ole vain mahdollista, vaan jopa jossakin määrin todennäköistä, koska samankaltaista tähteä TRAPPIST-1 kiertävä kiviplaneettojen seitsikko koostuu hyvinkin vesipitoisesta materiaalista ja vesi on joka tapauksessa universumimme yleisin kemiallinen yhdiste. Proxima Centaurin voimakas hiukkastuuli ja säteily ovat kuitenkin saattaneet jo kauan sitten hajottaa Proxima b:n pinnalla esiintyneet vesimolekyylit hapeksi ja vedyksi, jolloin happi olisi vain päätynyt reagoimaan pinnan kiviaineksen kanssa ja vety olisi karannut avaruuteen vuosimiljardien saatossa.

Valtavista epävarmuuksista huolimatta on mielenkiintoinen ajatuskoe koettaa arvioida miltä Proxima b näyttää. Sitten planeetan löytymisen vuoden 2016 alkusyksystä, monia valistuneita arvioita onkin jo esitetty.


Ensimmäiset spekulaatiot Proxima b:n ulkonäöstä tarjoili Euroopan eteläisen observatorion (ESO) graafikko Martin Kornmesser. Kun planeetan löytö ESO:n teleskoopeilla julkistettiin, lehdistötiedote koristeltiin arvioilla planeetan ulkonäöstä (Kuva 1.). Sama kuva päätyi jopa tutkimuksen julkaisseen tiedelehden Nature kanteen. Kuvassa selvästi kivisen, kiinteän pinnan omaava Proxima b paistattelee tähtensä Proxima Centauri kelmeän punertavassa loisteessa. Taustalla näkyvät kaukaisuudessa järjestelmän kaksi muuta tähteä, Alpha Centauri A ja B. Huomionarvoista on planeetan pinnalla näkyvä valoa hyvin heijastava, epäsäännöllisen muotoinen läiskä. Se kuvastaa järveä, koska Proxima b:n pintalämpötila mahdollistaa nestemäisen veden esiintymisen. Tällainen visuaalinen kuvaus on tietenkin erittäin huomiotaherättävä — nestemäinen vesi planeetan pinnalla tarkoittaa elämän esiintymisen edellytysten täyttymistä planeetan pinnalla.

Kuva 1. Taiteilijan näkemys lähimmätä eksoplaneetasta Proxima b vuodelta 2016. Kuva: ESO/M. Kornmesser.

Samankaltaiseen näkemykseen päätyi Calanin observatoriossa tapaamani opiskelija Ricardo Ramirez, joka perehtyi eksoplaneettojen visuaalisten ominaisuuksien simulointiin. Palkkasin hänet vuonna 2017 tuottamaan kuvan löytämästäni toisesta lähiplaneetasta, Lalande 21185 b, mutta hänen kätensä jälki näkyy myös Proxima b:n yhteydessä (Kuva 2.). Näkemys on hyvin yhtenevä Kornmesserin visualisoinnin kanssa. Ramirez piirsi vieläpä Proxima Centaurin taivaalle luonnollisemmassa koossa mutta hänen grafiikassaan on toinenkin merkittävä ero Kornmesserin vastaavaan — Proxima b:n pinnalla ei näy vettä. Ramirez kuvaa planeetan kuivana autiomaana, jota ehkä täplittävät erilaiset geologiset muodostelmat ja kaasukehässä esiintyvät vaaleammat pilvet, mutta planeetan pinta on Marsin tapaan kuiva. Kyseessä on pienenpieni mutta merkittävä ero. Karuna autiomaana, vailla vettä, Proxima b ei voisi olla elinkelpoinen.

Kuva 2. Taiteilijan näkemys lähimmästä eksoplaneetasta Proxima b vuodelta 2016. Kuva: R. Ramirez.

Muut taiteilijat ovat visioineet erilaisia värimaailmoja mutta päätyneet oleellisesti samankaltaiseen ulkonäköön. Arecibon observatorion artistit visioivat Proxima b:lle paksumman pilvisen kaasukehän ja vaaleamman pinnan (Kuva 3.). Kyseessä on kuitenkin edelleen kuiva kiviplaneetta, jonka pinnalla ei esiinny havaittavissa määrin nestemäistä vettä, kuten suuria järviä tai meriä. Se on näky, jonka planeettaa joskus tulevaisuudessa lähestyvät ensimmäiset tähtienväliset luotaimemme ehkä kohtaavat lentäessään koko järjestelmän läpi valtavilla relativistisilla nopeuksilla.

Kuva 3. Taiteilijan näkemys lähimmästä eksoplaneetasta Proxima b vuodelta 2017. Kuvassa näkyy myös planeetan ohi lentävä valopurjeella toimiva avaruusalus. Kuva: PHL@UPR Arecibo.

Yhdysvaltain avaruushallinnon NASA:n graafikot ovat rakentaneet planeetasta jopa simulaatiomallin, jonka avulla sen pintaa pääsee tarkastelemaan haluamastaan suunnasta. Heidän näkemyksensä on Proxima b:n elinkelpoisuuden suhteen huomattavasti optimistisempi (Kuva 4.) — simulaatiossa planeetan pintaa täplittävät pienet meret ja järvet ja ulkoasun väriksi on valittu vaalea aines, jonka lomassa näkyy tummempia alankoalueita, ehkäpä kuivuneita vesistöjä tähden säteilyn hajotettua veden molekyylit. Todellisuudessa planeetan pinta tuskin näyttää ihmissilmällä katsottuna näin vaalealta, koska tarjolla on vain Proxima Centaurin punaisen kääpiötähden kelmeän punertavaa valoa. Ihmissilmälle valkoista väriä tuskin näkyy, koska valkoiselta näyttävät pinnat, jotka heijastavat koko valon säteilyspektriä. Sinisen ja vihreän säteilyn puuttuessa lähes kokonaan, niitä ei siten voi mistään heijastuakaan ja tarjolla olevat värit ovat tummanpunaisen erilaisia sävyjä kaikkein kirkkaimpien pilvien ehkäpä näyttäytyessä kirkkaanpunaisina.

Kuva 4. Taiteilijan näkemys lähimmästä eksoplaneetasta Proxima b vuodelta 2020. Kuva: NASA/VTAD.

Punertavaa värimaailmaa tarjoaakin Kornmesserin kuvaus näkymästä planeetan pinnalta (Kuva 5.), joka julkaistiin planeettalöydöstä raportoineen lehdistötiedotteen kuvituksena ja joka on päätynyt lukemattomien lehtien ja artikkelien kuvituskuvaksi puhuttaessa Proxima Centaurin järjestelmästä ja planeetoista. Kuvassa on selvästi vieras maisema, Maan olosuhteista poikkeava ympäristö ja taivaalla loistavat erikoiset kolme tähteä, joista lähin valaisee horisonttia punertavalla valollaan kahden muun ollessa paljon kauempana. Vettä kuvassa ei näy mutta yksittäisessä maisemassa planeetan pinnalla sitä ei välttämättä olekaan, jos valtameriä ei ole kuten Maapallolla. Kuva vastaa hyvinkin omaa mielikuvaani planeetan pintaolosuhteista.

Kuva 5. Taiteilijan näkemys näkymästä eksoplaneetan Proxima b pinnalta vuodelta 2016. Kuva: M.Kornmesser.

Kaikki toistaiseksi tuotetut kuvaukset Proxima b:n ulkonäöstä ovat kuitenkin takuulla vääriä. Parhaimmillaan ne vastaavat vain hyvin karkeasti sitä, miltä planeetta todellisuudessa näyttää ja pahimmillaan ne eivät kuvasta Proxima b:n olosuhteita miltään osin oikein. Puutteellinen tieto ja olemassaolevien tiedonmurusten epävarmuus tekevät lähes kaikkien eksoplaneettojen graafisesta kuvaamisesta lähes mahdottoman projektin, jossa voidaan saavuttaa vain visuaalisesti näyttäviä tieteiskirjallisuuden alaan kuuluvia taideteoksia.

Sillä aikaa tutkijat eivät tyydy arvailemaan, vaan rakentavat pala kerrallaan tieteellistä palapeliä planeettojen fysikaalisista ja geokemiallisista ominaisuuksista ja koettavat selvittää millaisia maailmoja oikein olemme havaineet kiertämässä lähitähtiä. Kun lopulta saamme niistä oikeita kuvia joko valtavien seuraavien sukupolvien rakentamien teleskooppien tai jopa ohilentoluotainten avulla, voimme tarkastella kuinka hyviä arvioita planeettojen ulkonäöstä olemme vuosien saatossa kyenneet luomaan. Varmaa kuitenkin on, että yllätyksiä on luvassa ja jotkut tunnetuista eksoplaneetoista eivät muistuta alkuunkaan sitä, mitä olemme aavistelleet. Proxima b saattaa hyvinkin olla yksi niistä.

Yksi kommentti “Viisi kuvaa eksoplaneetasta Proxima b”

  1. Kuva5. Minun mielestäni se on ton näköinen.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Kohti eksoplaneettojen suoraa kuvaamista: Alpha Centauri

15.2.2021 klo 11.43, kirjoittaja
Kategoriat: Eksoplaneetat , Havaitseminen

Eksoplaneettojen suora kuvaaminen on seuraava suuri askel planeettatutkimuksessa ja maankaltaisten planeettojen etsinnässä. Toistaiseksi suorat kuvat eksoplaneetoista ovat kuitenkin rajoittuneet lähitähtien kaukaisiin, jättiläismäisiin kumppaneihin, jotka loistavat edelleen suhteellisen voimakkaasti muodostumisestaan jäljelle jäänyttä lämpöä. Suurin ongelma on mitättömän planeetasta saapuvan valon erottaminen havainnoista, kun sen vieressä, meidän näkökulmastamme aivan kylki kyljessä, loistaa jättiläismäinen kuumasta plasmasta koostuva fuusioreaktori, jota myös tähdeksi kutsutaan. Silti planeettojen suora kuvaaminen on ollut jo rutiinia ja useiden jättiläisplaneettojen lähettämää valoa onkin saatu havaittua suoraan. Mutta edelleen, maankaltaisten planeettojen suora kuvaaminen tuntuu suorastaan kaukaiselta, mahdottomalta tekniseltä suoritukselta nykyisille instrumenteille. Tilanne on kuitenkin nopeasti muuttumassa.

Ensimmäinen osoitus muutoksesta tuli vastaan hiukan yllättäen, kun tutkijat raportoivat vuoden 2020 keväällä mahdollisesta planeetan Proxima c suorasta havainnosta kuvaamalla. Vaikka havainto on kaikkea muuta kuin varma, koska kyseessä saattaa olla vaikkapa kohinan tuottama anomalia, Proxima c:n olemassaolo näyttää varmistuneen ja sen oletettu havainto saattaa siksi olla todellinen. On kuitenkin syytä olla varovainen kaikissa johtopäätöksissä, koska vain juuri ja juuri mahdolliset havainnot ovat alttiita monenlaisille virhelähteille, epävarmuuksille ja väärintulkinnoille — planeettojen suoriksi havainnoiksi tulkittujen kirkastumien on nähty kirjaimellisesti jopa haihtuvan ilmaan jatkettaessa niiden tarkkailua. Olemme kuitenkin ylittäneet kynnyksen, jonka toisella puolella eksoplaneettojen kuvaaminen ei ollut mahdollista mutta tällä puolella se onnistuu. Nyt on saatu viitteitä jopa planeetasta kiertämässä Alpha Centauri A:ta (Kuva 1.).

Kuva 1. Vasemmassa paneelissa näkyvät keskellä tähtien Alpha Centauri A ja B aiheuttamat artefaktit. Oikean paneelin kuvasta ne on poistettu mutta jäljelle jää pieni C1-merkinnällä varustettu kirkastuma, joka saattaa aiheutua tähteä A kiertävästä planeetasta. Kuva: Wagner et al.

Kun tutkijat havaitsivat Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopilla Alpha Centaurin kaksoistähtijärjestelmää 100 tunnin ajan, heidän tarkoituksenaan oli etsiä planeettoja tähtien tuntumasta. Ei ole lainkaan hämmästyttävää, että kuvista löytyi pieni kirkastuma, joka saattaisi aiheutua A-komponenttia kiertävästä planeetasta. Planeettoja on kaikkialla, kiertämässä likimain jokaista tähteä, ja niiden löytyminen lähimmän auringonkaltaisen tähden kiertoradalta ei olisi minkäänlainen ihmetyksen aihe. Havainto voi kuitenkin olla jotakin aivan muutakin. Se saattaa aiheutua tähtijärjestelmän kiertoradalla olevasta pölystä tai instrumentin pienestä häiriöstä mutta tulkinta uudeksi eksoplaneetaksi, Neptunusta jonkin verran suuremmaksi kaasuplaneetaksi, on ehkäpä kaikkein kiinnostavin mahdollisuus.

Olisiko oletettu Neptunusta hiukan massiivisempi kiertolainen voinut jäädä havaitsematta etsittyämme planeettoja Alpha Centaurin järjestelmästä jo vuosikymmenten ajan? Yllättäen vastaus on kyllä. Lily Zhao ryhmineen osoitti hiljattain, että jopa puolen Saturnuksen massaiset planeetat saattavat edelleen piileskellä aivan silmiemme alla Alpha Centaurin järjestelmässä, tähdistä massiivisemman A-komponentin kiertoradalla (Kuva 2.). Ne olisivat voineet jäädä havaitsematta radiaalinopeusmenetelmällä, joka on sitä herkempi mitä pienempää tähteä tarkkaillaan. Alpha Centaurin tähtikolmikon massiivisimpana tähtenä A:n kiertolaisten havaitseminen on siis kaikkein vaikeinta. Lisäksi, yksittäisen planeetan ylikulku tähtensä editse on harvinainen tapahtuma, joten ylikulkuhavaintojen puuttuminen on tyypilliselle tähdelle ja sen planeetalle se ylivoimaisesti todennäköisin tilanne. Ehkäpä Alpha Centauri A b on todellinen mutta se on vain jäänyt havaitsematta.

Kuva 2. Olemassaolevien eksoplaneettahavaintojen herkkyys erilaisille planeetoille kiertämässä Alpha Centaurin tähtiä. Jokaiselle kiertoajalle sininen väri kuvaa planeettoja, jotka ovat riittävän suuria tullakseen havaituiksi, kun taas oranssi kuvaa planeettoja, joiden havaitsemiseen tarkkuus ei vielä riitä. Proxima Centaurin kuvaajassa näkyy sininen piste, joka edustaa vuonna 2016 havaittua planeettaa Proxima b. Turkoosit alueet kuvaavat tähtien elinkelpoisia vyöhykkeitä. Kuva: Zhao et al.

Tutkijat tunnustavat kuitenkin löytönsä epävarmuudet. He eivät väitä löytäneensä planeettaa Alpha Centaurin järjestelmästä, vaan vain pienen kirkastuman, jonka voi selittää tähteä A kiertävä planeetta. Heidän varovaisuutensa on erittäin ymmärrettävää — vuonna 2012 tutkijat julkistivat löytäneensä pienen kiviplaneetan komponentin B kiertoradalta vain kokeakseen muiden tähtitieteilijöiden täystyrmäyksen. Tulos osoittautui puutteellisen tilastollisen analyysin aiheuttamaksi väärintulkinnaksi, ja planeetaksi tulkittu signaali aiheutui todennäköisesti tähden aktiivisen pinnan havaintoihin aiheuttamasta kohinasta. Kukaan ei enää halua hirttäytyä julkisesti yhteen potentiaalisesti väärään tulkintaan tilanteessa, jossa on runsaasti aivan yhtä päteviä havainnot selittäviä hypoteeseja.

Planeettojen havainnointi lähitähtien kiertoradoilla suoran kuvauksen keinoin on kuitenkin ottamassa niitä harppauksia, joilla siitä tulee tulevaisuuden merkittävin planeettojen etsintään ja tutkimiseen käytetty menetelmä. Silloin emme joudu enää tyytymään epäsuoriin havaintoihin ja tietoihin, jotka perustuvat siihen miten planeetta vaikuttaa tähdestään havaintolaitteeseemme saapuvaan valoon. Olemme käynnistämässä uuden, äärimmäisen mielenkiintoisen eksoplaneettahavaintojen aikakauden, joka perustuu niiden suoraan valokuvaamiseen.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Sivilisaatioiden täyttämä universumi — vai olemmeko yksin?

1.2.2021 klo 10.00, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Ehkäpä onkin niin, että emme ole yksin. Ehkäpä Fermin paradoksin ainoa oikea ratkaisu on se, että emme ole vielä osanneet etsiä oikealla tavalla, oikeasta paikasta. Ehkäpä kehittyneemmät sivilisaatiot ovat tarkkailleet meitä vain satunnaisilla luotaimilla, joista viimeinen vieraili satojatuhansia vuosia sitten tai ehkäpä he haluavat jättää meidät rauhaan omaan aurinkokuntaamme, galaksin syrjäisen osan periferiaan, joka ei ole kenenkään mielestä erityisen mielenkiintoinen tai uniikki paikka. Ehkäpä galaktiset liikennereitit karttavat omaa Linnunradan nurkkaamme, tai ehkäpä olemme yhdellä sektorin luonnonsuojelualueista, joilla primitiivisten elämänmuotojen annetaan kukoistaa häiritsemättä niiden toilailuja.

Valtaosa astronomeista arvelee, että elämä on yleistä maailmankaikkeudessa. Sitä syntyy aina, kun fysikaaliset ja geokemialliset olosuhteet ovat sopivat, ja elinkelpoisia paikkoja, eläviä kuita ja planeettoja, esiintyy siksi useita jokaisessa aurinkokunnassa. Omassa tähtienvälisen avaruuden saarekkessamme elämän esiintymiselle soveltuvia planeettoja voi olla vain kaksi, mutta elämän mahdollistavat olosuhteet saattavat löytyä useiden jääkuoren peittämien kuiden pinnan alla. Moni on samalla taipuvainen ajattelemaan, että tekniset sivilisaatiot ovat huomattavasti harvinaisempia ja niitä on ehkäpä koko galaksissamme vain kourallinen, turvallisesti tuhansien valovuosien päässä toisistaan, mikä tekee kommunikoinnista lähes mahdotonta. Kaikki eivät kuitenkaan ajattele niin ja hyvästä syystä: asiantuntijuus astronomiassa ei tee kenestäkään asiantuntijaa elämän synnyn bio- ja geokemiassa eikä varsinkaan eksoplaneettojen elämänmuotojen etologiassa ja kulttuurievoluutiossa tai niiden tuottamassa teknologiassa. Yksi heistä on Avi Loeb.


Hiljattain Aurinkokunnan läpi viiletti vierailija toisesta tähtijärjestelmästä. Se oli selvästi litteänpuoleinen, noin jalkapallokentän kokoinen kappale, joka pyörähteli itsensä ympäri aina kahdeksan tunnin kuluessa. Komeetaksi tulkittu kappale, joka sai nimen ’Oumuamua (Kuva 1.), kiisi jo kovaa vauhtia pois planeettakunnastamme, kun se edes saatiin havaittua. Mutta havaitsijat huomasivat välittömästi, että kappaleen radassa oli jotakin erityistä. Se ei ollut tavallinen komeetta, jotka ovat osana Aurinkokuntaa ja kyvyttömiä pakenemaan Auringon vetovoimakentästä. ’Oumuamuan liike osoitti kyseessä olevan jotakin aivan muuta — se on tähtienvälinen matkalainen, jonka rataa Auringon gravitaatio muutti mutta jonka liike-energia riittää helposti viemään sen pois järjestelmästämme. ’Oumuamua oli lähellämme vain käymässä, kuin tehdäkseen pienen suunnanmuutoksen keskellä tähtienvälistä matkaansa. Kappaleen liikkeessä oli muutakin omituista. Poistuessaan aurinkokunnasta sen havaittiin kiihdyttävän vauhtiaan.

Kuva 1. Taiteilijan näkemys tähtienvälisestä, komeetaksi tulkitusta vierailijasta ‘Oumuamua. Kuva: M. Kornmesser / ESO.

Komeetoilla on keinonsa vaikuttaa nopeuteensa. Niiden pitkälti jäinen pinta höyrystyy Auringon puolella, jolloin vapautuva kaasu tuottaa pienen työntövoiman pois päin Auringosta. Siten komeettojen pinnat toimivat kuin heikkotehoiset, kaoottiset rakettimoottorit, kun niiden pinnalta purkautuu materiaa. ’Oumuamuan vauhdin havaitun kiihtymisen olisi voinut selittää se, että peräti 10% kappaleen massasta olisi höyrystynyt. Silloin prosessissa vapautunut kaasumainen aines joutuu Auringon hiukkastuulen viemäksi ja komeetoille muodostuvat niiden tunnusomaiset pitkät pyrstöt, jotka suuntautuvat aina pois päin Auringosta. Mutta toisin kuin kaikilla tunnetuilla komeetoilla, ’Oumuamualla ei havaittu minkäänlaisia merkkejä pyrstöstä. Kaasun vapautuminen sen pinnalta ei siis selittänyt kiihtyvää liikettä. Kaiken lisäksi, ’Oumuamuan vauhti ei kiihtynyt kaoottisella tavalla purkausten ja satunnaisesti vapautuvan kaasun toimesta, vaan tasaisen varmasti. Eikä kappale edes näyttänyt säteilevän lämpösäteilyä, kuten auringonvalossa lämpenevät komeetat.

On toinenkin tapa, jolla Aurinkokunnan pikkukappaleet voivat muuttaa liikettään ja kiihdyttää vauhtiaan. Sen tarjoaa Auringon säteily — säteilypaine tuottaa pienen, tasaisen työntövoiman pois päin Auringosta. Niinpä Loeb yhdessä kollegansa Shmuel Bialyn kanssa tekikin laskelmat sen selvittämiseksi, mitä säteilypaineen kiihdyttävä voima merkitsisi ’Oumuamuan ominaisuuksien kannalta. Heidän arvionsa osoitti, että vain hämmästyttävän kevyt ja laakea kappale, massaltaan vain 0.1g neliösenttimetriä kohden, voisi selittää havaitun kiihtyvyyden. Se vastaisi ohutta, paksuudeltaan 0.3-0.9 mm kalvoa, joka toimisi aurinkopurjeena ja kiihdyttäisi vauhtiaan heijastamalla Auringon säteilyä. Kyseessä on teknologia, jonka tunnemme aurinkopurjeena, ja jonka prototyyppejä ihmiskunta on saattanut avaruuteen testimielessä viime vuosikymmeninä. Laskelmien merkitykset ’Oumuamuan luonteelle olivatkin päätähuimaavat. Jos ’Oumuamuan vauhti muuttui säteilypaineen vaikutuksesta, se ei voisi olla luonnollisten prosessien avulla muodostunut kappale, vaan kyseessä täytyisi olla teknisen sivilisaation valmistama, aurinkopurjeella varustettu tähtienväliseen liikenteeseen suunniteltu alus.

Havainnoissa on vielä muutakin omituista. ’Oumuamua on erittäin laakea, ja sen havaittu kirkkaus vaihtelee kertoimella 10 sen pyörähdellessä avaruudessa. Se sai havaitsijat arvelemaan, että kyseessä olisi pitkulainen kappale, jonka kirkkausvaihtelut selittää se määrä pintaa, joka on heijastamassa Auringon valoa teleskooppeihimme. Mutta havaintoihin sopii mainiosti myös laakea, levymäinen kappale. Lisäksi, se heijastaa valoa jopa kertaluokkaa paremmin kuin tyypilliset komeetat, mikä viittaa tavallista sileämpään pintarakenteeseen, joka on harvinaista komeetoilla. Mikä ’Oumuamua siis oikeastaan on, jos sen havaitut ominaisuuden osoittavat kappaleen olevan hyvin epätodennäköisesti luonnon muovaama kappale, kuten asteroidi tai komeetta?

Loeb sanoo havaintojen asettavan hypoteesin ’Oumuamuan luonnollisesta synnystä osana tyypillistä tähtiä ympäröivää komeetta- ja asteroidipopulaatiota kiusalliseen valoon. Hänen mukaansa kappaleen havaitut ominaisuudet ovat äärimmäisen epätodennäköisiä luonnollisten prosessien kautta syntyneelle kappaleelle.


Kopernikaaninen mullistus teki Maasta vain yhden planeetan muiden joukossa. Sittemmin tutkijat ovat keränneet järjestelmällisesti tietoa luonnosta, luonnonlaeista ja koko maailmankaikkeudesta, ja havainneet kaikkien kuvittelemiemme erityislaatuisuksiemme olevan pelkkää mielikuvituksen tuotetta. Aurinko on vain yksi tähti galaksimme miljardien tähtien joukossa. Samoin galaksimme on vain yksi tavanomaisista tähtijärjestelmistä näkyvässä maailmankaikkeudessa. Myös ihminen on vain yksi planeettamme lukuisista eliölajeistaja ja ehkäpä planeettamme elämäkin on vain yksi biosfääri muiden joukossa, niillä lukemattomilla planeetoilla, joita tiedämme kiertävän jo aivan lähitähtiämme. Miksei siis tekninen sivilisaatiommekin olisi vain yksi muiden joukossa, ja silloin miljardien vuosien ikäisessä maailmankaikkeudessa yksi niistä aivan nuorimmista?

Planeettoja syntyi jo aikana, jolloin maailmankaikkeus oli hyvin nuori. Oletus siitä, että elämää ja teknisiä sivilisaatioita olisi syntynyt vasta miljardeja vuosia myöhemmin Maapallolla vaikuttaa siinä valossa vain yhdeltä oletukselta omasta erikoisasemastamme. Mutta mikään ei ole tieteessä niin radikaalia kuin yhden anekdootin kutsuminen uniikiksi anomaliaksi. Aivan samoin kuin emme oleta Maapallon olevan uniikki, ei ole syytä olettaa Maan elämän tai sen synnyttäneen teknisen sivilisaationkaan olevan yhtään sen ainutlaatuisempia. Silloin Fermin paradoksi näyttäytyy aivan uudenlaisessa valossa. Ehkäpä vastaus kysymykseen ”missä kaikki ovat” on nähtävillä silmiemme edessä ja ’Oumuamua on siitä esimerkkinä.

Jos Maa ja ihmiskunta eivät ole missään erikoisasemassa, ei ’Oumuamuakaan ole. Jo sillä faktalla, että ylipäätään havaitsimme ’Oumuamuan kaltaisen kappaleen hyvinkin rajallisilla havaintoresursseillamme, on seurauksia. Jotta havainto olisi ollut mahdollinen, kappaleita olisi oltava yksi jokaisessa Maapallon radan sisään mahtuvassa tilassa avaruutta. Silloin niitä mahtuisi jo Aurinkokuntaan noin miljoona miljardia. Se selviää jo lähitulevaisuudessa, kun tähtienvälisillä radoilla liikkuvien kappaleiden määrää tulee kartoittamaan rakenteilla oleva suuri, taivaan laaja-alaiseen kuvaamiseen suunniteltu 8.4 metrinen Vera Rubin observatorio.


Voimme todeta sarkastisen humoristisesti, että on olemassa kahdenlaisia tähtitieteilijöitä. Niitä, jotka eivät usko Aurinkokunnassa näkyvän merkkejä vieraista teknisistä sivilisaatioista ja Avi Loeb. Mutta hänen tulkintansa ’Oumuamuan havaituille ominaisuuksille on perusteltu. Se on samalla hypoteesi, joka tulisi ottaa vakavasti tutkiessamme avaruutta yhä kehittyneemmillä teknisillä apuvälineillä. Ehkäpä spekulatiiviset arviot teknisten sivilisaatioiden määrästä galaksissamme ovatkin oikeita, eivätkä vain arvailua. Emme kuitenkaan tiedä. Ennen kuin vedämme johtopäätöksiä, on muistettava, että yhden Aurinkokunnassa vierailleen, tuntemattomaksi jääneen pikkukappaleen liikkeen anomaliat eivät vielä riitä osoitukseksi siitä, että sivilisaatiomme ei olekaan yksin. Lisäksi, muulla tiedeyhteisöllä ei ole ollut vaikeuksia osoittaa, että ’Oumuamuan ominaisuuksissa ja liikkeessä ei luultavasti ole mitään erityistä tai mitään, mikä vaatisi selityksekseen muuta kuin fysiikan armottomat lait ja hiukan aikaa. Luultavasti havainnot ovat täysin sopusoinnussa tuntemiemme luonnonlakien kanssa ja Loebin huikeat spekulaatiot ovat vailla pohjaa.

Perustellut spekulaatiot on kuitenkin syytä ottaa vakavasti — varsinkin silloin, kun kyseessä ovat suuret kysymykset siitä olemmeko yksin. Olisihan se kuitenkin varsin epätodennäköinen sattumus, jos olisimme.

9 kommenttia “Sivilisaatioiden täyttämä universumi — vai olemmeko yksin?”

  1. Arto Oksanen sanoo:

    Eihän kappaleen (kiistatta havaitulle?) kiihtyvyydelle ole esitetty sen parempaakaan selitystä kuin että se on aurinkopurje? Vai onko?

    1. Mikko Tuomi sanoo:

      On. Luonnolliset prosessit selittävät havaitun kiihtyvyyden ja kirkkausvaihtelut aivan mainiosti. Todennäköinen mekanismi on tavanomainen, Auringon säteilyn aiheuttama kaasun pölyn irtoaminen kappaleen pinnalta, vaikka se jäikin havaitsematta suoraan.

      Asiaa on puitu kattavasti tässä artikkelissa: https://arxiv.org/abs/1907.01910

  2. Sami Korhonen sanoo:

    Onko kiihtyvyys kiistaton? Sen selittäminen on kyllä haasteellinen luonnon kappaleille.

    1. Mikko Tuomi sanoo:

      Kiihtyvyys on aivan kiistattomasti ja selkeästi havaittu, ja on lisäksi aivan normaalia komeetoille. Sitä aiheutuu, kun Auringon säteily lämmittää niitä, ja prosessissa purkautuu kaasua, mikä saa aikaiseksi pienen kiihtyvyyden kuin rakettimoottori.

  3. Pasi sanoo:

    ” . Loeb is the Frank B. Baird Jr. Professor of Science at Harvard University. He had been the longest serving Chair of Harvard’s Department of Astronomy (2011–2020), Founding Director of Harvard’s Black Hole Initiative (since 2016) and Director of the Institute for Theory and Computation (since 2007) within the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics”… no ei ihan mitkä tahansa meriitit kuitenkaan, asiasta keskustelemaan 😅

    Hyvin mielenkiintoinen ja innostava luennoitsija muuten.

    Loeb ei ole koskaan sanonut että kyseessä oli joku luotain, on vain todennut ettei sulje sitä pois. Iltalehti otsikoi juttunsa virheellisesti taannoin..

    Minkäänlaista komeetanhäntää ei koskaan kuitenkaan havainnoitu vaikka kovasti yritettiin?
    Oli mikä oli, mielenkiintoinen tapaus joka tapauksessa.

  4. Seniorikosmetologi sanoo:

    Jos Oumuamua olisi teknisesti kehittyneen sivilisaation miehitetty alus, se tuskin kävisi aurinkokunnassamme vain Auringosta vauhtia ottamassa ja kaikkoamassa taas sinne mistä tulikin eli avaruuden syövereihin. Miksi sen miehistö ei poikennut katsomassa kiinnostaavaa kohdetta, Maata, lähempää? Tai edes hiljentänyt vauhtia meitä tarkkaillakseen?

    Kun niin ei tapahtunut on ajateltu, että aluksen miehistö oli menehtynyt ja se ajelehti avaruudessa ilman ohjausta. En ymmärrä, miksi jopa tutkijoiden joukossa on halu suosia äärettömän epätodennäköistä, vieraan elämänmuodon vierailun vaihtoehtoa, kun maailmankaikkeus on täynnä kuolleita kappaleita, joiden muoto ja käyttäytyminen Oumuamuan tavoin on helposti selitettävissä.

    1. Pasi sanoo:

      Niin siis sehän nimenomaan kävi katsomassa maata lähemmin.. kulkurata löytyy youtubesta.
      Tosin mitäänhän se ei todista, voi hyvin olla puhdas sattuma..

  5. Heikki Väisänen sanoo:

    Suomalaisten sanomalehtien mukaan ensimmäiset havainnot Oumuamuasta kertoivat sen lienevän 400 metriä pitkä ja 40 metriä paksu pyörien 7 kertaan minuutissa pituusakselinsa ympäri. (Pyörimisliike muodostaisi yhden geen painovoiman onton sylinterin sisäpinnalle.) Koska siitä ei erittynyt kaasuja pyrstöksi Aurinkoa lähestyessään, sen oletettiin olevan kivi- tai metallipintainen.

    Mielikuvitusten laukatessa Oumuamua oli radaltaan harhautunut avaruuslaiva kuten Harry Martinsonin Aniara. Miehistö tietysti oli syväjäätynyt vaikka 100 miljoonaa vuotta sitten. Oumuamuan pinnan sanottiin seuraavaksi olevan punertavaa orgaanista aineista pitkällisen vaelluksen johdosta tähtien vällisessä avaruudessa.

    Jos Oumuamua olikin litteä pyöriessään ylt’ympäriinsä, miten se olisi saanut Auringon kierryttyään nyt erittyvistä kaasusuihkuista työntövoimaa kiihdyttääkseen vauhtiansa Auringon gravitaatiokentässä?

    Fermin paradoksi ei ratkaise Oumuamuasta mitään eikä mistään muustakaan.
    Fyysikko Ferm vain kysyi atomipommin kehittelijäkavereiltaan, miksei muita ei näy, jos niitä on?
    Vasta myöhemmin, 1960- luvulla Francis Drake esitti seitsemän edellytystä kaavassaan, joka ratkaisisi viestintään pystyvien teknisten sivilisaatioiden lukumäärän Maailmankaikkeudessa.
    No, esimerkiksi todennäköisyys planeetoille, joille voisi kehittyä elämää ja todennäköisyys planeetoille, joilla elämä voisi kehittyä älylliseksi, ovat vielä nolla. Mitään näyttöä ei vielä ole.

  6. Hesper sanoo:

    Tässäkin asiassa on paljon uskoa eli on nk. tiedeuskovaisia näkemyksiä ja tavanomaisempia mutta yhtä kaikki koska emme asiaa pysty paremmin todistamaan on kaikki enemmän tai vähemmän uskontoa. Aukottomasti ei yksikään tiedemies pysty väittämään että kyseessä olisi luonnollinen kappale eikä päinvastoinkaan joten kummatkin väitteet ovat lopulta yhtä totta kunnes….

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Kaukainen tähti, miksi kirkastut?

25.1.2021 klo 11.11, kirjoittaja
Kategoriat: Eksoplaneetat , Havaitseminen

Ylikulkumenetelmä on toistaiseksi menestyksekkäin tapa havaita eksoplaneettoja kiertämässä Auringon lähinaapuruston tähtiä. Kyse on periaatteessa vain planeetan varjon havaitsemisesta — tarkoituksena on määrittää kuinka paljon kohteena oleva tähti himmenee planeetan kulkiessa säännöllisesti sen editse. Menetelmä on epäsuora ja siinä havaitaan vain planeetan aiheuttamaa muutosta tähdestä havaintolaitteeseen tulevaan valoon, ei itse planeettaa. Karkeasti ajateltuna, kyseessä on planeetan varjon suora havaitseminen, vaikka joskus voidaankin havaita myös tähden valoa, joka suodattuu planeetan kaasukehän läpi. Menetelmä on tehokkaimmillaan, kun kohteena olevat tähdet ovat kymmenien tai korkeintaan joidenkin satoje valovuosien päässä mutta joskus planeettoja voi havaita tarkkailemalla paljon kaukaisempia tähtiä ja planeettojen aiheuttamia muutoksia niiden säteilemään valoon. Silloin havaitulla planeetalla ja tarkkailtavalla tähdellä ei ole mitään tekemistä toistensa kanssa — ne saattavat jopa olla tuhansien valovuosien etäisyydellä toisistaan. Miten se on mahdollista?

Kuva 1. Tunnettujen eksoplaneettojen sijainnit Linnunradassa. Punainen alue Aurinkokunnan ympärillä kuvastaa lähitähtien eksoplaneettoja, ja kauemmas ulottuva punainen ”keila” sisältää Kepler-avaruusteleskoopin planeettahavainnot. Keltaiset pisteet ovat mikrolinssimenetelmällä tehtyjä havaintoja. Kuva: NASA/JPL-Caltech.

Tarvitaan astronomisen epätodennäköinen sattumus. Kun kolme tähteä asettuu lähes täsmälleen samalle suoralle, valo ensimmäisestä saapuu kolmanteen kulkien aivan tähdistä toisen vierestä. Tilanne ei kuulosta kovin erikoiselta, koska galaksimme sadat miljardit tähdet kiertävät galaktisen keskuspullistuman ympäri likimain samassa tasossa ja niiden keskinäiseen asemaan liittyvät sattumukset ovat varsin tavallisia. Mutta kolmannen tähden on oltava juuri Aurinko ja ensimmäisen tähden on oltava riittävän kirkas, jotta Maan astronomit voivat havaita sen valoa keräävillä laitteillaan. Sellaiset sattumukset ovat harvinaisia mutta tähtitieteilijät osaavat kuitenkin havaita niitä tarkkailemalla samanaikaisesti satoja tuhansia, jopa miljoonia tähtiä. Tavallisesti teleskoopit suunnataan Linnunradan keskuksen suuntaan, koska siellä on näkyvissä eniten kaukaisia tähtiä. Sattumukset tarjoavat mahdollisuuden havaita planeettoja hyvin erikoisella tavalla.


Ensimmäinen kokeellinen varmennus Albert Einsteinin visioimalle suhteellisuusteorialle saatiin tarkkailemalla miten tähtien valo taipuu Auringon painovoimakentässä. Vuoden 1919 auringonpimennys tarjosi mahdollisuuden mitata Auringon vieressä näkyvien tähtien tarkkaa paikkaa taivaalla. Pimennyksen aikana, Arthur Eddington ja Frank Dyson onnistuivat havainnoissaan ja varmistivat valon todellakin taipuvan gravitaatiokentässä Einsteinin ennustamalla tavalla. Astronomit olivat matkanneet Afrikan rannikolle ja Brasiliaan havainnoimaan auringonpimennystä kahdella eri paikkakunnalla ja heidän kokeelliset tuloksensa valon taipumisesta tekivät suhteellisuusperiaatteesta hyväksytyn fysikaalisen teorian yhdessä hetkessä. Mutta valo ei vain taivu. Katsoessamme tähden painovoimakentässä kulkevaa valoa sopivalta etäisyydeltä, olemme tähden muodostaman gravitaatiolinssin polttopisteessä ja näemme linssin voimistavan kaukaisen tähden valoa hetkeksi. Tilannetta kutsutaan mikrolinssi-ilmiöksi.

Havaittavan kohteen ja havaitsijan välissä oleva massiivinen kappale voi siis voimistaa kohteen kirkkautta toimimalla gravitaatiolinssinä. Esimerkiksi OGLE-projektin havainnoissa raportoitiin vuonna 2017 erään tähden kirkastuneen noin 16 kertaiseksi normaalista kirkkaudestaan. Kirkastuminen johtui pienestä punaisesta kääpiötähdestä, joka sattui kulkeutumaan juuri oikeaan kohtaan toimiakseen linssinä ja voimistaakseen taustan kohteen valoa. Itse linssinä toimiva tähti ei tule himmeytensä vuoksi näkyviin, vain sen voimistamaa taustataivaan kohteen valoa voidaan havaita. Mutta havannoissa tapahtui muutakin. OGLE-teleskoopin havaittua orastavaa kirkastumista, joka lopulta kesti kymmenien päivien ajan, kohdetta ryhdyttiin tarkkailemaan muillakin teleskoopeilla. Tuloksena oli havaito pienestä mutta merkittävästä lisäkirkastumisesta, ohikiitävän hetken verran (Kuva 2.). Joitakin tunteja kestänyt ylimääräinen kirkastuminen johtui tähteä kiertävän eksoplaneetan OGLE-2017-BLG-0482L b vaikutuksesta. Valo siis taipui planeetan vetovoiman vaikutuksesta hiukan, tehden planeetasta gravitaatiolinssin muutaman tunnin ajaksi. Se kirkasti taustataivaan tähdestä saapuvaa valoa vain aavistuksen verran, mutta kuitenkin riittävästi, jotta havainto oli mahdollinen.

Kuva 2. Mikrolinssikohteen OGLE-2017-BLG-0482L valokäyrä. Hienoinen vajaan vuorokauden lisäkirkastuminen johtuu eksoplaneetan toimimisesta minikokoisena gravitaatiolinssinä. Kuva: Han et al.

Kyseessä on häkellyttävä tapa löytää planeettoja. Kirkastumisen perusteella, linssinä toiminut järjestelmä OGLE-2017-BLG-0482L koostuu punaisesta kääpiöstä, joka on massaltaan noin 20% Auringosta, ja sitä kiertävästä supermaapallosta, joka puolestaan on massaltaan noin yhdeksän kertaa Maata suurempi. Havainnoista voi määrittää myös planeetan 1.8 AU:n etäisyyden tähdestään mutta siinä on likimain kaikki, mitä tiedämme tai voimme saada selville. On varmaa, että havaintoa ei voi koskaan enää toistaa ja emme kykene tekemään uusia havaintoja planeetan emäntätähdestä sen kaukaisuuden ja himmeyden vuoksi. Edes kohteen etäisyys ei ole tiedossa kuin vain hyvin likimääräisesti — se on meistä karkeasti 5.8 kiloparsekin tai 19000 valovuoden päässä. Arvion epävarmuus on suunnilleen 6000 valovuotta kumpaankin suuntaan. Voimme havaita uudelleen vain linssin hetkeksi kirkastamaa tähteä, joka ei enää koskaan kerro sen ja meidän välissä kerran käväisseestä salaperäisestä planeettakunnasta.

Gravitaatiolinssimenetelmällä eksoplaneettoja etsivien astronomien työ on ehkäpä turhauttavinta tutkimusta, jota astronomit voivat harjoittaa. He havaitsevat kaukaisia planeettoja vain yhden ainoan kerran, tietäen, etteivät kykene havaitsemaan samaa planeettakuntaa toista kertaa. Heidän työnsä perusteella kuitenkin tiedämme, että galaksissamme on enemmän planeettoja kuin tähtiä. Kaukainen, massaltaan yhdeksän kertaa Maan kokoinen kiertolainen OGLE-2017-BLG-0482L b on nyt havaittu ja luetteloitu, mutta sitä ei päästä tutkimaan uudestaan enää koskaan.


Astronomien nimeämiskäytännöt turhauttavat varmasti kaikkia alaa seuraavia, jotka eivät jaksa katsella monimutkaisia numerosarjoja ja luettelokoodeja kuten OGLE-2017-BLG-0482L. Koodit saa kuitenkin tuntumaan siedettäviltä, kun perehtyy niiden merkitykseen. Esimerkin koodinimessä ”OGLE” viittaa havainnon tehneeseen teleskooppiin (Optical Gravitational Lensing Experiment) Chilen Las Campanasin observatoriossa ja ”2017” viittaa vuoden 2017 havaintokauteen. ”BLG” puolestaan kertoo, että kyseessä on kohde galaksimme keskuspullistuman (BuLGe) suunnassa ja numero ”0482” tarkoittaa havainnon järjestysnumeroa havaintokauden aikana. Kirjain ”L” kertoo kyseessä olevan gravitaatiolinssi. Helpompaa nimeä ei valitettavasti ole luvassa, sillä kansainvälinen tähtitieteen unioni IAU nimeää vain varmistettuja eksoplaneettalöytöjä ja kaikki mahdollisuudet saada kohteesta OGLE-2017-BLG-0482L minkäänlaisia lisähavaintoja ovat nyt ikuisesti menneet.

Yksi kommentti “Kaukainen tähti, miksi kirkastut?”

  1. Lasse Reunanen sanoo:

    Kiinnostava kohde. Sanonta; Ei koskaan, yleensä pyritään välttämään. Todellisuus usein tuo yllättäviä käänteitä, joissa mahdottomalta tuntunut asia mahdollistuukin. Kyseinen himmeä eksokin kenties vielä kohdentuu toisestakin taustatähdestä, joiden likisijainnit Maahan nähden nyt tiedossa…
    Eksojen kirkkauslaskelmista kenties vielä huomioitavaa;
    Mikäli eksot, jotka tähteään keskitasolla kiertää, Maasta havaittu viistoon – niin peittoaika ja himmennys jää maksimin alle, kun vain osa ekson tähden tasosta peittyneenä havaittuna.
    Eksojen nimimerkintää (ilman nimeämistä) voisi lyhentää vain vuosi+havaintonumeroksi, suunnaksi tähdistön lyhenne – Keplerin havainnotkin keskittynee kaikki rajatusti Joutsenen tähdistön suunnalle. Eri havaintotavat voisi myös yhteen numerointiin yhdistää, yleisyysjärjestykseen, joita vielä vuosittain vähän ollut (yhteensä joitakin tuhansia tiedossa nyttemmin).

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *


Signaali Proxima Centaurin suunnasta — merkki teknisestä sivilisaatiosta?

5.1.2021 klo 10.00, kirjoittaja
Kategoriat: Eksoplaneetat

Väitetysti Proxima Centaurin suunnasta saapunut kapeakaistainen radiosignaali on kohahduttanut maailmaa ja toisten teknisten sivilisaatioiden olemassaololla spekuloineita tutkijoita. Signaalista ja sen havaintoprosessista on nyt tihkunut uutta tietoa ja lienee siksi paikallaan hiukan tarkastella sitä, mistä on kyse ja mitä se merkitsee. Tieteellistä julkaisua, joka kuvaisi havaitun signaalin ja selvittäisi sen ominaisuuksia ja lähdettä ei ole, joten joudumme tyytymään ongelmallisiin toisen käden tietoihin ja arvioihin. Tieto havaitusta signaalista vuodettiin Guardianille epäreilusti tavalla, joka asetti löydön tehneet tutkijat hankalaan paikkaan. He eivät voineet julkaista tietojaan omilla ehdoillaan, vaan joutuivat paikkaamaan vuodon aiheuttamaa kohua kertomalla julkisuuteen pääpiirteitä havaintoihin rekisteröityneestä radiosignaalista.

Nojaan tässä tekstissä Scientific American -tiedelehdessä julkaistuihin signaalin havainneiden tutkijoiden kommentteihin, tähtitieteilijä Jason Wrightin kirjoittamaan mainioon koosteeseen, sekä yleisessä tiedossa oleviin tosiasioihin tehtyjen havaintojen tarkoituksesta ja luonteesta. Haluan korostaa heti alkuun, että merkkejä vieraasta teknisestä sivilisaatiosta ei ole löydetty, vaan kaikki siihen suuntaan viittaavat tulkinnat ovat toistaiseksi puhdasta spekulointia ja utopiaa.

Kuva 1. Green Bankin radioteleskooppi, joka viimeisimpänä liittyi mukaan Breakthrough Listen -hankkeeseen. Kuva: NRAO/AUI/NSF.

Korvia huumaava hiljaisuus

Vieraista sivilisaatioista ei ole toistaiseksi havaittu merkkiäkään, vaikka yrityksen puutteesta ihmiskuntaa tuskin voi syyttää. Kaksikymmentä vuotta sitten kotitietokoneessani pyörinyt SETI@home toimi näytönsäästäjänä ja käytti koneen prosessoria signaalien suodattamiseen esiin kohinaisista radioalueen havainnoista. Silloin vieraiden sivilisaatioiden lähettämien radiosignaalien etsintä astui monen omaan kotiin ja muuttui näkyväksi, todelliseksi toiminnaksi astronomien mystisen puuhastelun sijaan. Projekti on kuitenkin tullut tiensä päähän, koska se käytti datan keräämiseen pääasiassa Arecibon suurta radioteleskooppia, jonka instrumenttikelkka romahti joulukuussa 2020 lautasen päälle rakenteellisten vikojen vuoksi tuhoten koko rakennelman korjauskelvottomaan kuntoon.

Se, että vieraiden sivilisaatioiden radioviestejä ei ole havaittu voi johtua monesta syystä. Yksi ilmeinen syy suurelle radiohiljaisuudelle voisi olla se, että olemme yksin ja muita sivilisaatioita ei ole. Mutta jo oman galaksimme jopa miljardien maankaltaisten planeettojen olemassaolo vihjaa siihen suuntaan, että biosfäärejäkin on luultavasti kaikkialla. Ehkäpä jotkut niistä tuottavat monisoluisia, älykkäitä eläimiä, jotka oppivat käyttämään työkaluja ja tiedostavat oman olemassaolonsa, kuten on käynyt omalla planeetallamme. Kuitenkin, todennäköisesti teknisiä sivilisaatioita on niin harvassa, että noin 100 valovuoden etäisyydelle Maasta edenneeseen radiolähetysten kuplaamme ei ole kukaan ehtinyt vastaamaan. Sekin kuitenkin tarkoittaisi, että galaksissamme voisi silti olla tuhansia sivilisaatioita ja aika ei vain ole riittänyt tiedon saamiseen niiden olemassaolosta. On myös mahdollista, että radiolähetykset ovat niin alkeellinen viestintäkeino, että muut sivilisaatiot eivät sitä käytä. Tai sitten kehittyneemmät sivilisaatiot eivät vain halua lähettää signaaleja avaruuteen paljastamaan olemassaoloaan. Emme tiedä todellista syytä. Biodiversiteettikadon ja ilmastokatastrofin kourissa kärvistelevä oma sivilisaatiomme on ehkä muuttamassa planetaarisia elinolosuhteita kuolettavalla tavalla, mikä voisi selittää osaltaan sen, ettemme ole havainneet merkkejä muista sivilisaatioista. Ehkäpä muutkin sivilisaatiot oppivat heikentämään planeettansa elinkelpoisuutta ennen kuin ymmärtävät, että se ei ole kannattavaa. Se on ehkä masentavin mahdollinen ratkaisu Fermin kuuluisaan paradoksiin siitä, ”missä kaikki ovat?”

Tutkijat eivät kuitenkaan ole menettäneet toivoaan kansallisvaltioiden poliitikkojen kutistaessa tutkimusbudjetteja ja antaessaan instrumenttien rapistua tuhoisasti, kuten kävi juuri Arecibossa. Jotkut sinnikkäät radioalueen havaintojen asiantuntijat jatkavat radiosignaalien etsintää. Suurin signaalien kuunteluprojekti on nykyään Breakthrough Listen, joka on eksentrisen venäläismiljardöörin Yuri Milnerin ilmeisen harrastusmielessä rahoittama projekti etsiä teknisten sivilisaatioiden radiosignaaleja avaruudesta. Hiljattain projektin tutkijat löysivätkin jotakin, joka läpäisi heidän automaattiset data-analyysifiltterinsä ja jonka lähdettä ei onnistuttu paikantamaan muutoin kuin että se näytti saapuvan Proxima Centaurin suunnasta. Voisiko se olla vain sattumaa, että havaitsimme erikoisen signaalin juuri sen lähitähden suunnasta, josta vain muutama vuosi sitten löysimme lähimmän kandidaatin elinkelpoiseksi eksoplaneetaksi?

BLC1 — ensimmäinen kandidaatti

Tutkijoita hämmentänyt havainto tehtiin Parkesin observatorion 64-metrisellä radioteleskoopilla. Signaali havaittiin radioteleskoopin keilassa, eli pienessä alueessa taivasta siinä suunnassa, jonne teleskooppi oli suunnattuna. Ongelmana vain on se, että Parkesin käännettävän teleskoopin keila on noin 16 kaariminuuttia leveä — teleskooppi siis havaitsee kerrallaan noin neljännestäysikuun kokoista aluetta taivaalla ja signaali voi olla peräisin mistä tahansa kyseiseltä alueelta. Signaali havaittiin kolmen tunnin aikana viisi kertaa, kun teleskooppia käännettiin siihen suuntaan taivasta, missä Proxima Centauri sijaitsee. Aina välillä teleskooppi suunnattiin hiukan sivuun, jolloin signaali hävisi kokonaan. On siis lähestulkoon mahdotonta, että signaali olisi peräisin maanpäällisestä kohteesta — kuten vaikkapa mikroaaltouunista tai jostakin muusta observatorion virkistyshuoneen elektroniikasta. Sellainen signaali ei näyttäisi tulevan vain yhdestä verrattaen tarkasta suunnasta taivaalla.

Suunnan lisäksi kiinnostavaa on signaalin luonne. Kyseessä on kapeakaistainen signaali, joka esiintyy vain hyvin täsmällisellä taajuuskaistalla, noin 982.002 MHz taajuudella. Taajuus on niin tarkasti rajattu, että ei tunneta ainuttakaan mekanismia, jolla astrofysikaaliset ilmiöt voisivat tuottaa yhtä kapeakaistaisen signaalin. Luonnolliset signaalit ovat peräisin atomeista tai molekyyleistä, joiden joukoilla on aina jotkin lämpötilansa, ja jotka lämpöliikkeestä johtuen tuottavat aina kokonaisen jakauman erilaisia taajuuksia. Ehkäpä voisi olla mahdollista, että jokin toistaiseksi tuntematon, eksoottinen plasmafysiikan ilmiö voisi tuottaa havaitun signaalin mutta sellaisesta ei ole mitään viitteitä. Huomattavasti todennäköisempää on, että signaali on peräisin älykkään olennon rakentamasta teknisestä laitteesta.

Signaali ei ole ”moduloitu”. Se on termi, jota käytetään kertomaan, että signaalia kantavat radioaallot muuttuvat ja voivat siten sisältää informaatiota. Signaalin havainnoissa ei siis ole viitteitä, että radiolähetys kantaisi informaatiota, jonka voisimme dekoodata ja lukea viestinä. Se ei varsinaisesti auta selvittämään signaalin alkuperää. Mutta signaalin taajuus siirtyy hiljalleen matalammaksi. Se on toinen vihje, että kyse ei ole maanpäällisestä signaalista. On todennäköistä, että kyse on Doppler-siirtymästä, joka aiheutuu siitä, että signaalin lähettäjä ei liiku kuten Maan pinnan mukana pyörivät kappaleet, Parkesin teleskooppi mukaan lukien.

Viimeinen huomio on itse 982 MHz:n taajuus. Se osuu kohtaan sähkömagneettista spektriä, jossa on tavallisesti hyvin hiljaista. Luonnolliset prosessit eivät juuri tuota häiriöitä tai kohinaa signaalin taajuusalueella (karkeasti 1-10 GHz), jota kutsutaankin mikroaaltoikkunaksi, koska häiritsevän luonnollisen taustasäteilyn määrä on vähäistä. Onkin ehdotettu, että jos vieraat tekniset sivilisaatiot harjoittaisivat tähtienvälistä viestintää radiolähetyksillä, he käyttäisivät juuri mikroaaltoikkunaa, johon havaittu signaali osuu. Kyse on oikeastaan vain yksinkertaisesta taloudellisuudesta — mikroaaltoikkunan alueella viestin lähettämiseen tarvitaan vähiten lähetystehoa, jotta sen intensiteetti saadaan taustasäteilyä suuremmaksi.

Kuva 2. Radioalueen mikroaaltoikkuna on suunnilleen välillä 1-10 GHz, jossa galaktisen taustasäteilyn määrä on vähäistä. Taajuusakseli on Gigahertseinä, joten havaitun signaalin taajuus GHz yksiköissä on 0.982. Kuva: A. Siemion.

Mitä luultavimmin kyseessä on ihmisen rakentaman laitteen tuottama signaali mutta silloin kyseessä on laite, joka on planeettamme ulkopuolella. Ehkäpä jokin avaruuteen ampumistamme satelliiteista oli Proxima Centaurin suunnassa taivasta juuri havaintojen aikana. Ongelmana vain on, että kukaan ei ole osannut osoittaa mikä satelliiteista olisi kyseessä.


Lähtökohtaisesti signaali on siis peräisin ihmisen rakentamasta laitteesta mutta entäpä, jos niin ei olekaan? Jos signaali on todellakin peräisin Proxima Centaurin suunnasta, mitä voimme päätellä siitä, että kyseessä on juuri Aurinkoa lähinnä oleva tähti, eikä jokin muista tuhansista lähitähdistä? Jason Wright tarjoaa huikean hypoteettisen selityksen. Maapallolla kännyköihimme saapuvat signaalit ovat peräisin lähimmästä mahdollisesta tukiasemasta. Aivan samoin, jos jokin galaksimme tekninen sivilisaatio haluaa ottaa meihin yhteyttä, se käyttää luultavasti tarkoitukseen meitä lähinnä sijaitsevaa galaktista lähetintä. Ja lähin mahdollinen lähetin voi olla vain lähimmän mahdollisen tähden kiertoradalla, Proxima Centaurin järjestelmässä. Ajatus on yhtä fantastisen huikea kuin se on epätodennäköinenkin.

Aivan yhtä uskomattomalta kuulostaa ajatus, että viesti olisi peräisin Proxima Centauria kiertävältä planeetalta, ehkäpä juuri planeetalta Proxima b. Asiasta ei ole minkäänlaisia viitteitä mutta voimme spekuloida. Ehkäpä vastoin kaikkia odotuksia, Proxima b on säilyttänyt kaasukehänsä alttiina tähtensä intensiiviselle säteilylle ja hiukkastuulelle. Ehkäpä planeetan pinalla esiintyy vettä, joka tarjoaa sille elämän edellytykset. Ehkäpä planeetalle syntyi elämää, jonka organismit lopulta ryhtyivät käyttämään työkaluja ja keksivät fysiikan lakien lisäksi radiolähettimen toimintaperiaatteen. Ehkäpä he jopa koettavat ottaa yhteyttä yhteen lähimmistä tähtijärjestelmistään. Ehkä. Jokainen tapahtumaketjun tapahtuma on vähintäänkin erittäin epätodennäköinen. Emme kuitenkaan voi varmasti sulkea sitäkään vaihtoehtoa pois.

Luultavasti Brekthrough Listen -projekti on löytänyt ensimmäisen signaalinsa, jonka syntyä ei voida selittää luonnollisten astrofysikaalisten prosessien avulla. Signaali on todennäköisesti peräisin Maapallon ulkopuolelta, Proxima Centaurin suunnasta taivaalla. Se on siis havainto teknisen sivilisaation radioaaltoja lähettävästä laitteesta Maapallon ulkopuolelta. Se taas tuskin on kovinkaan kiinnostavaa, sillä mitä todennäköisimmin se tekninen sivilisaatio olemme me itse.

Signaalia ei ole havaittu uudelleen. Jos uutta havaintoa ei saada jatkossakaan, on mahdollista, että emme saa koskaan selville signaalin alkuperää. Mutta jatkamme siitäkin huolimatta varmasti lähitähtien monitorointia ja signaalien etsintää keskeltä galaktista radiohiljaisuutta. Ehkäpä jonakin päivänä havaitsemme jotakin, joka paljastaa, että emme ole yksin. Tämä ei kuitenkaan vielä ole se päivä.

7 kommenttia “Signaali Proxima Centaurin suunnasta — merkki teknisestä sivilisaatiosta?”

  1. Seniorikosmologi sanoo:

    National Geographic -TV kanavalla pyörinyt upea, moniosainen sarja, Ihmeellinen Planeettamme Maa, kosketteli myös maapallon ulkopuolisen, älykkään elämän mahdollisuutta. Yksi sarjassa kommentoijina esiintyneistä astronauteista totesi: todennäköisyys on sama, kuin jos heittäisi noppaa miljardi kertaa ja saisi joka kerta ykkösen. Minä olen asiasta samaa mieltä enkä uhraisi aikaa ja resursseja Maan ulkopuolisen elämän etsimiseen varsinkaan, kun meillä on täällä maapallollamme tunnetusti megaluokan ongelmia ratkaistavanamme.

    1. Ville sanoo:

      😀
      Astronauttiko siis paljasti tietävänsä, että E.T. on olemassa? Kyetessään määrittämään noinkin tarkan arvon planeettamme ulkopuolisen älykkään elämän todennäköisyydelle, astronautilla olisi oltava tietoa jopa niiden olinpaikasta (tai olinpaikoista) — muutoin hänen toteamuksensa on ontompi kuin noppavertauksensa.

  2. Sami Korhonen sanoo:

    Signaali ei ole moduloitu alkuperäisen artikkelin mukaan: ”First, the signal bears no trace of modulation” päinvastoin kuin tähän kirjoitettu ”Signaali on myös ”moduloitu”.”

    1. Mikko Tuomi sanoo:

      Olet oikeassa. Tuossa meni kirjoittaessa tieto sekaisin. Kiitos, kun huomasit.

  3. Aprikova sanoo:

    Painovoima-aallot niitä on viime aikoina saatu esille kun on rakennettu muutamia tunnistimia. Tämä on kiinnostavaa kun löydetään uusia asioita. Mihin perustuvat nuo aallot onko niillä jonkinlaista energiaa tai massaa kuin vesiaalloilla . Voisiko painovoima aalloilla viestiä ja kuinka nopeasti ne liikkuvat universumin halki. Liikkuvatko nopeammin kuin radioaallot. Jos voisi tehdä painovoima-aaltoja eri pituisina jaksoina voisiko tietoa välittää siten. Ehkä muut sivilisaatiot viestivät painovoima-aalloilla.Jos Ligo-aalto tunnistimet voisi puristaa kännykän sisään tulevaisuudessa .Ehkä joku jossakin on jo pohtinut samaa kuin ”aprikoiva”.

    1. Jake sanoo:

      Taitaa mennä vähän scifin puolelle tuo spekulointi gravitaatio aalloilla kommunikoinnista. Menee vähän samaan kastiin kun spekuloisi maanjäristyksillä kommunikoimisella, paitsi että havaittujen gravi-aaltojen syntymekanismit ovat neutronitähdissä, mustissa aukoissa ja galaksien törmäilyissä, niin aika massiivista lähetintä olet viestijärjestelmääsi puuhaamassa.

      Periaatteessahan reaktionopeus tyhjiössä on valon nopeus ja kaikki massattomat tai lähes massattomat asiat kuten signaalit liikkuvat työhjiössä valonnopeudella, eikä tätä nopeutta normaalioloissa voida ylittää. On kuitenkin muutamia erikoistapauksia joissa tietystä pisteestä tarkkailemalla valonnopeus voidaan ylittää, kuten kahden vastakkaiseen suuntaan kulkevan fotonin näkökulmasta vastakkainen fotoni vaikuttaisi kulkevan valoa nopeammin. Gravi-aaltojen on spekuloitu venyttävän ja kutistavan avaruutta liikkuessaan, joten hetkittäin gravi-aallon aallonpituutta (tai puoli-aallonpituutta) lyhyemmillä matkoilla lienee mahdollista että aallot voisivat vaikuttaa kuljettavan informaatiota valoa nopeammin, mutta tämä tasaantuisi kyseistä jaksoa pidemmillä matkoilla etäisyyden venyessä normaalia pidemmäksi.

      Energiaa kaikilla aalloilla on, mutta vesiaallollahan ei ole itsessään massaa, vaan massa on vedellä jossa aalto itsessään liikkuu. Ajattele asiaa näin: Kun pisara tipahtaa veden pintaan ja synnyttää aaltoja, pisaran massaan varautunut energia vapautuu veteen ja muodostaa aallon joka alkaa kulkea väliaineena toimivassa vedessä. Aallolla on siis se energia mikä pisarasta vapautui ja joka taivuttaa veden pintaa aiheuttaen vesimolekyylien liikkumista, mutta aallolla itsellään ei siltikään ole massaa, vaan se ainoastaan liikkuu vedessä jolla on massa.

      Sama pätee radioaaltoihin ja kaikkiin muihinkin aaltoihin, joilla on siis se energiapotentiaali joka niihin on niiden muodostuksessa siirtynyt ja niiden väliaineella (joka voi olla myöskin tyhjiö) jossa ne liikkuvat voi olla massa, mutta ne itsessänsä ovat massattomia ja ainoastaan saattavat aiheuttaa massan edestakaista liikettä.

      Näin, vaikkei varsinaisesti kuulukkaan jutun SMG-signaalien aihepiiriin.

      1. Aprikoiva sanoo:

        Kiitoksia opettavaisesta vastauksesta liittyen painovoimaaaltoihin. Kysyisin ammattilaisilta painovoimasta, onko jossakin menossa tutkimuksia painovoiman kumoamismenetelmästä. Mikähän oli aikanaan ns.Philadelfiakoe magnetismilla Amerikassa ja liittyikö se jotenkin painovoiman.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *