torstai 14. syyskuuta 2017

METEORIT

Maan päältä ei varmastikaan löydy kovin montaa henkilöä, jotka eivät tähdenlentoja koskaan ole nähneet tai ainakaan niistä kuulleet. Tietysti suurissa kaupungeissa asuvat ihmiset eivät niitä valosaasteen vuoksi kovin helposti pysty näkemään, mutta aika monet tämän ilmiön kuitenkin tunnistavat. Tähdenlentoihin liittyy myös eräitä uskomuksia, jolloin ne pysyvät siten paremmin tavallisen kansan muistissa ja myös kaupunkilaisten mielissä. Suomessa erityisesti elää vahvana perinne, että tähdenlennon nähdessään voi esittää toiveen, joka sitten aikanaan toteutuu (tai sitten ei). Aika harva kuitenkaan tietää mitä löytyy tämän yhtäkkisen ja välähdysmäisen valoilmiön takaa eli ei muuta kuin tähdenlentojen syvimpään olemukseen.

Tähdenlennot eivät siis missään tapauksessa ole tähtiä, jotka vain yhtäkkiä päättävät tipahtaa taivaankannelta. Todellisuudessa kyseessä on vain varsin mitätön taivaallinen tapahtuma eli pienen kivenmurusen osuminen Maan ilmakehään, jossa kivi palaa valaisten pimeää taivasta. Virallisesti tästä ilmakehään osuvasta välähtävästä kivestä käytetään nimitystä meteori. Ennen ilmakehään osumistaan tätä pientä kiveä kutsutaan kuitenkin termillä meteoroidi, joka on siis yksinkertaisesti asteroidia pienempi kivi. Tarkkaa määritelmää siitä milloin meteoroidi muuttuu asteroidiksi ei kuitenkaan ole, vaan määritelmästä riippuen se tapahtuu yleensä noin 10 – 20 metrin kohdalla. Yleensä meteorit ovat hyvin nopeita, eivätkä mitenkään erityisen kirkkaita, mutta toisinaan voi taivaalla näkyä jopa Venusta kirkkaampia meteoreja. Tässä tapauksessa niitä kutsutaan tulipalloiksi eli bolideiksi. Kirkkaat bolidit aiheutuvat luonnollisesti hieman suuremmista kivenmurikoista eli joskus jopa useiden kilogrammojen kokoisista kappaleista. Tällaiset kivet alkavat olla jo niin suuria, että niistä voi selvitä osa jopa Maan pinnalle saakka. Maahan päätyvää avaruuskiveä kutsutaan puolestaan meteoriitiksi. Sattumalta tätä tekstiä kirjoittaessani julkistettiin vasta 14. Suomesta löytynyt meteoriittilöytö. Edellinen löydetty meteoriitti olikin jo 43 vuoden takaa eli varsin harvinaisesta tapahtumasta on siis kyse. Oheisena Tähdet ja Avaruus -lehden lyhyt uutiskatsaus asiasta.



Mistä tämä kiviaines sitten on peräisin? No, periaatteessa tietysti kaikki aurinkokunnan materia on peräisin aurinkokunnan syntymän jälkeisestä ylijäämäaineesta. Siis siitä, joka jäi jäljelle Auringon ja planeettojen muodostumisen jälkeen. Osasta ylijäämäainesta muodostui asteroideja ja komeettoja, mutta kyllä aurinkokunnassa edelleen kiertää suuri määrä pienempääkin kiviainesta. Ja vaikka Maahan ja muihin planeettoihin osuu edelleen runsaasti pieniä kiviä, syntyy uutta ainesta edelleen uusissa törmäyksissä asteroidien välillä. Myös komeetat ovat tärkeä meteoriaineksen lähde, sillä kiertäessään Aurinkoa ne jättävät jälkeensä pölyvanan, joka hiljalleen useamman komeetan kierroksen aikana kerryttää kiviainesta komeetan radalle. Monet komeetat ovatkin Maassa näkyvien tunnettujen ja säännöllisesti esiintyvien meteoriparvien ensisijainen lähde.

Perseidien meteoriparvi liittyy noin 133 vuoden jaksossa Aurinkoa kiertävään 109P / Swift-Tuttle komeettaan. Kevola, Paimio, 12.8.2014.

Maahan arvioidaan osuvan avaruudesta tulevaa kiviainesta jopa 100 000 tonnia vuorokaudessa. Himmeimmät paljain silmin näkyvät meteoroidit ovat kooltaan vain 0,1 mm. Edellä mainituista luvuista voi varsin hyvin päätellä kuinka monta osumaa maapallo saa päivittäin. Jo noin kahden senttimetrin kokoinen kappale saa puolestaan aikaan bolidin. Yli metrin kokoisia kappaleita osuu Maahan kuitenkin varsin harvoin. Suurin viime vuosina Maahan osunut kivenmurikka oli Tseljabinskin tulipallo 15. helmikuuta vuonna 2013. Se myös tallentui lukuisiin autokameroihin, joten sen käytöstä oli mahdollista tutkia tavanomaista tarkemmin. Tseljabinskin tulipallon aiheuttanut järkäle oli kooltaan noin 15 metriä ja sen aiheuttama räjähdys vastasi 30 Hiroshimaan pudotettua atomipommia. Painoa tällä kivenkappaleella oli noin 10 000 tonnia, josta osa päätyi myös Maan pinnalle Tseljabinskin kaupungin lähistölle. Meteori aiheutti noin tuhannen ihmisen loukkaantumisen, jotka aiheutuivat lähinnä paineaallon rikkomien ikkunoiden sirpaleista.

Tseljabinskin meteorin höyryvana näkyi selvästi myös valoisalla aamutaivaalla.
Image credit: Nikita Plekhanov, http://gallery.ru/watch?ph=z6Q-ewl8g

Meteorien valoisat vanat ilmestyvät taivaalla näkyviin, kun kivenkappale saapuu noin 100 kilometrin korkeudelle ilmakehästä. Tässä korkeudessa meteoroidin pinta kuumenee ja se jättää siis jälkeensä kirkkaan vanan. Vanan pituus ja kesto riippuu kiven koon lisäksi meteoroidin nopeudesta ja tulokulmasta. Meteoroidin nopeus ilmakehään osuessaan on käytännössä vähintään noin 10 kilometriä sekunnissa, sillä tämä nopeus syntyy jo Maan painovoiman vaikutuksesta. Sopivasta suunnasta saapuessaan meteoroidin nopeus voi kuitenkin olla jopa 70 km/s. Pienet meteoroidit palavat loppuun jo noin 90 kilometrin korkeudella, mutta sinnikkäimmät tulipallot saattavat päästä jopa noin 30 kilometrin korkeuteen saakka. Tällöin niiden nopeus on jo hidastunut selvästi. Kirkkaimmat bolidit voivat hajota kuumentumisen vaikutuksesta useiksi kappaleiksi, joista osa voi siis kulkeutua maanpinnalle saakka. Maan pinnalle päätyvien meteoriittien loppunopeus on Maahan osuessaan vain muutamia satoja kilometrejä tunnissa (joka tosin sekin osuessaan voisi aiheuttaa varsin suurta tuskaa).

Maan pinnalta on löydetty noin 40 000 meteoriittia. Niiden perusteella on voitu selvittää meteoroidien rakennetta ja tutkia muita ominaisuuksia. Suurin osa löydöistä on tehty jäätiköiltä ja autiomaista, joista ne erottuvat paremmin ympäristöstään. Suomen alueelta on löydetty vain 14 meteoriittia, joista viimeisin siis tänä vuonna. Löytöjen perusteella meteorit luokitellaan joko rauta- tai kivimeteoriiteiksi. Yhdeksi päätyypiksi luetaan myös näiden yhdistelmä eli kivi-rauta meteoriitti. Rautameteoriitit koostuvat lähinnä raudasta ja nikkelistä. Ne ovat tiiviitä ja tiheitä. Niiden oletetaan olevan hajonneiden asteroidien ytimiä. Maahan pudonneista tuoreista meteoriiteista vain noin 6 % on rautameteoriitteja. Toisaalta kaikista löydetyistä meteoriiteista noin 40 % on rautameteoriitteja. Tähän lienee syynä niiden parempi säilyvyys luonnossa. Selvästi yleisempiä meteoriitteja ovat kivimeteoriitit. Ne voidaan jakaa edelleen useaan alaluokkaan, joista tärkein jako on jyvärakenteisiin (kondriitit) ja ei-jyvärakenteisiin (akondriitit). Selvästi yleisempi ryhmä ovat kondriitit, jotka ovat pääasiassa peräisin aurinkokunnan alkuaikojen materiaalista. Ne ovat yleensä olleet osa jotain suurempaa asteroidia, joka on joko törmäyksen tai muun syyn johdosta hajonnut pienemmiksi kappaleiksi. Kondriiteissa ei ole nähtävissä merkkejä sulamisesta sen historian aikana, vaan ne muodostuvat jyvämäisistä kivirakenteista. Kaikista tuoreista Maahan pudonneista meteoriiteista peräti 86 % on tämän tyyppisiä meteoriitteja. Akondriitit eli ei-jyvämäiset kivimeteoriitit ovat jossain vaiheessa historiaansa käyneet läpi jonkinlaisen muodonmuutoksen rakenteessaan. Käytännössä se tarkoittaa, että ne ovat sulaneet, jolloin niiden rakenne on muuttunut tasaisemmaksi. Ne muistuttavat jonkin verran Maan magmakiviä. Akondriittiset meteoriitit ovat usein irronneet emokappaleestaan voimakkaan törmäyksen (sulamisreaktio) seurauksena ja ne voivat olla peräisin suuremmista asteroideista, Marsista tai jopa Kuusta. Näitä meteoriitteja on kaikkiaan noin 7 % tuoreista meteoriittilöydöksistä. Loput 1 % meteoriiteista ovat kivi- ja rautameteoriitin yhdistelmiä.

Australiasta 1909 löydetty meteoriitti on erinomainen esimerkki rautameteoriitista.
Image credit: James St. John - http://flickr.com/photos/47445767@N05/5868072482 ,

Meteoreja voi nähdä lähes koska tahansa, kun on riittävän pimeää. Maan kiertoradan ja pyörimisliikkeen vuoksi niitä näkyy kuitenkin eniten siellä päin maapalloa, jossa eletään aamuyön tunteja. Tämä ennuste pätee kuitenkin lähinnä satunnaisiin eli sporadisiin meteoreihin. Joinain öinä meteoreja näkyy nimittäin poikkeuksellisen paljon. Nämä meteorit liittyvätkin johonkin kymmenistä tunnetuista meteoriparvista. Parvien meteorit ovat peräisin komeetoista, jotka ovat jättäneet pitkän soikean kivestä ja sorasta muodostuneen renkaan jälkeensä. Rengas pysyy paikallaan avaruudessa, jolloin Maa leikkaa sen kiertoradan säännöllisesti joka vuosi samaan aikaan. Renkaissa oleva aine voi olla jakautunut sen alueelle tasaisesti tai epätasaisesti. Tämä vaikuttaa siihen kuinka runsaana parvi näkyy eri vuosina. Meteoriparven eräänä tunnusmerkkinä on myös se, että parven meteorit näyttävät tulevan ilmakehään samasta pisteestä eli radiantista. Meteoreja näkyy silloinkin kyllä ympäri taivasta, mutta mikäli niiden vanoja jatkettaisiin taakse päin, osuisivat niiden radat taivaalla suunnilleen samaan leikkauspisteeseen. Tunnetuimmista meteoriparvista ja niiden esiintymisen ajankohdista löytyy tietoa Ursan teemasivulta osoitteesta:


Perseidien meteoriparvi on säännöllisesti esiintyvä ja aktiivinen parvi jokaisena vuotena. Kevola, Paimio, 12.8.2015.

Tunnetuin meteoriparvista on perseidien parvi, joka hieman ennen elokuun puoliväliä näyttäytyy taivaalla hyvin runsaana ja säännöllisenä. Tästä parvesta tehtyjen havaintojen runsautta selittää myös sen sopiva esiintymisaika, kun illat ovat vielä lämpimiä ja taivas usein kirkas (talviset meteoriparvet jäävät sään vuoksi erittäin usein pilvien taakse). Perseideille tyypillisiä ominaisuuksia ovat niiden suuri liikenopeus ja vanan punertava väri. Kaikkiaan taivaalla voi maksimin aikaan nähdä noin 60 meteoria tunnissa eli käytännössä yhden meteorin minuutissa.
Toinen parhaimmista jokavuotisista ja hyvin aktiivisista parvista on joulukuussa esiintyvä geminidien meteoriparvi. Myös geminidejä voi nähdä parhaimmillaan noin 60 kappaletta tunnissa, jos sää vain sallii. Geminiden parvessa esiintyy poikkeuksellisen paljon kirkkaita tulipalloja. Kolmantena mielenkiintoisena poimintana voidaan pitää aivan vuoden alussa näkyvää kvadrantiditien meteoriparvea, jossa niin ikään parven aktiivisuus on noin 60 meteoria tunnissa. Kvadrantiditien maksimi on hyvin lyhyt ja terävä, joten sen osuessa esimerkiksi Suomessa päivän valoisaan hetkeen, voi parvi jäädä hyvinkin vaatimattomaksi. Toisaalta parvessa on havaittu noin viiden vuoden välein tavanomaisesta poikkeavaa aktiivisuutta, jolloin meteoreja näkyy jopa huomattavasti tavanomaista enemmmän.

Vuonna 2017 perseidien havainnointia häiritsivät lähes täydellinen Kuu sekä taivaalla leijunut pilviharso. Kuninkoja, Turku, 11.8.2014.

Meteorimyrskyistä puhutaan, kun jokin parvista esiintyy poikkeuksellisen aktiivisena ja meteorien määrä nousee jopa satoihin meteoreihin tunnissa. Meteorimyrskyjen tapauksissa komeetasta jääneen ainerenkaan materia on jakautunut radalleen hyvin epätasaisesti. Tunnetuin meteorimyrskyjen aiheuttaja lienee marraskuussa esiintyvä leonidien meteoriparvi, joka hieman yli 30 vuoden välein aiheuttaa taivaalla meteorien ilotulituksen. Seuraavan kerran leonideja on odotettavissa runsaammin vasta 2030-luvun alussa. Leonidit ovat olleet syynä myös erääseen kaikkien aikojen tunnetuimpaan meteorimyrskyyn, joka tapahtui vuonna 1833. Tällöin on arvioitu jopa kymmenien tuhansien meteorien näkyneen Maan ilmakehässä yhden tunnin aikana. Koko myrskyn aiheuttamien meteorien yhteismäärä laskettaneen sadoissa tuhansissa meteoreissa. Myös lokakuussa näkyvä draconidien meteoriparvi saattaa toisinaan yltää hyvin poikkeukselliseen aktiivisuuteen. Draconidit sisältävät runsaasti tulipalloja eli hyvin kirkkaita meteoreja.

Tunnettu kuvaus vuoden 1833 leonidien meteorimyrskystä, joka aiheutti ihmisten keskuudessa suurta hämmennystä.
Engraving by Adolf Vollmy - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leonids-1833.jpg – Public domain

© Jani Laasanen ellei kuvan yhteydessä ole toisin mainittu.