Jupiteri polaarsed keeristormid

Kui Juno nimeline kosmosesond 2016. aasta juunis Jupiteri orbiidile jõudis ning planeeti ning selle kuid varasemalt lähemalt uurima asus, tegi see süsteemi kohta hulgaliselt uusi avastusi. Neist üks siiani mõistatuslikum on, et gaasihiiu poolustel keerlevate tormide ümber näivad muutumatus arvus ja asukohas (84 laiuskraadidel) püsivat hiiglaslikud tsüklonid, mis kannavadki tänaseks lihtsalt nime ringpolaarsed tsüklonid (inglise keeles circumpolar cyclones). Põhjapoolkeralt leiab kaheksa ja lõunapooluselt viis taolist 2400-2800 kilomeetrise läbimõõduga tormi. Nende tekkele, arvule ja püsivusele ei ole veel suudetud anda head seletust. Osaliselt on selle taga tõenäoliselt Jupiteri hirmkeerulised ja maises mõttes hiiglaslikud ilmastikumustrid. Ei suuda me ju isegi Maal ilma eriti pikalt ja/või usaldusväärselt ette ennustada, kuna meie pisikese planeedi atmosfääris toimuvad liikumised sisaldavad lihtsalt liiga palju muutujaid. Jupiteri sisse mahuks aga meie Maad 1300 tükki.

2020. aasta Juno fotomosaiik Jupiteri põhjapoolusest, kus on näha kaheksat ringpolaarset tsüklonit.

All Juno foto ühest sellisest ringpolaarsest tsüklonist. Fotot on mõningal määral töödeldud ja värvitud, et erinevad struktuurid teravamalt välja tuua. Tsükloni läbimõõt on tuhandeid kilomeetreid.

Jupiteri leiab praegusel ajal eest väga-väga heleda "tähena", mis paistab õhtuses kagutaevas ning mis umbes kella üheks võrdlemisi kõrgele lõunataevasse tõuseb. Varahommikul näeb seda läänetaevas, samal ajal kui idataevast tõuseb veelgi heledam Veenus.

Komeet ja galaktika

Astrofotograaf Luke Shepherdi tabamus komeedist C/2020 V2 (ZTF) hetkel, kui see möödus meie vaatepunktist Skulptori tähtkujus asuvast galaktikast tähisega NGC 300. Erinevalt mõnest hiljutisest Päikesesüsteemi sisealasid külastanud komeedist ei muutunud C/2020 V2 kunagi piisavalt heledaks, et seda oleks olnud võimalik palja silmaga taevas rippumas näha. Vaadelda sai ja saab seda mõni aeg veel vaid teleskoobiga. Sama kehtib galaktika NGC 300 kohta, mis asub meile küll suhteliselt lähedal, kuid mida silmaga eristada on lootusetu ülesanne.

Kuigi kaks objekti näivad üksteisele olevat lähedal, on nende kauguste vahe raskesti hoomatav. C/2020 V2 asus pildistamise ajal Maast umbes 333 miljoni kilomeetri kaugusel (natukene rohkem kui Maalt Päikesele ja tagasi), NGC asub meist aga umbes 6 miljoni valgusaasta kaugusel. Kui arvestada, et üksainus valgusaasta ehk vahemaa, mille valgus aasta jooksul läbida suudab, sisaldab ümmargusest 9,46 triljonit (miljon miljonit) kilomeetrit, siis galaktika asub komeedist kusagil 170 triljonit korda kaugemal. Loodetavasti annab see mingitki aimu kui hiiglaslik peab taustagalaktika olema, et nii palju kaugemal komeediga võrreldavas suuruses paista.

Orioniidide meteoorivool

Eelolev nädalavahetus lubab prognooside kohaselt meie maale tuua öised miinuskraadid ja sellega kaasneva (tegelikult pigem põhjustava) enam-vähem selge öötaeva. Samal ajal jõuab kätte orioniidideks kutsutud meteoorivoolu kõrghetk, mille vaatlemist ei sega sellel aastal ka kuuvalgus. Väga heade vaatlustingimuste korral võiks näha olla kusagil 10-15 meteoori, kuigi mõnedel aastatel on orionidiide tunniarv küündinud isegi 60 meteoorini.

Slovakkia astrofotograaf Petr Horaleki komposiitfoto Linnuteest, Orioni tähtkuju ümbrusest ja orioniididest. Fotol nähtavad meteoorid on tegelikult fotole kogutud mitme öö jooksul 2020. aastal.

Nagu enamike suuremate meteoorivoolude puhul on ka orioniidid põhjustatud komeedist, mille küljest lahti aurustunud ja selle orbiidile laiali jaotunud kivipurusest prügipilvest Maa igal aastal läbi liigub. Kusjuures orioniidide puhul on selleks tõenäoliselt üks kõige kuulsam komeet Halley, mis külastas meie taevast vaatemängulise sabatähena viimati 1986. aastal ja teeb seda uuesti 2061. aastal.

Meteoorivoolud saavad oma nime tähtkuju järgi, mille suunast "langevad tähed" tunduvad välja lendavat ning mida astronoomide kõnepruugis nimetatakse radiandiks. Orioniidide radiandiks on, nagu juba mõned nime järgi ära arvasid, Orioni tähtkuju. Täpsemalt selles punakalt särava Betelgeuse lähipiirkond. Et praegusel aastaajal tõuseb see tuntud tähtkuju alles peale südaööd, tasub ka orioniide vaadelda pigem öösel ja vastu hommikut. Seda ei tasu teha mitte otse Orioni poole seistes, vaid pigem otse pea kohale või kõrvale vaadates.

Orioniidide esinemise vahemikuks peetakse aega 2. oktoobri ja 7. novembri vahel, kuid selle suhteliselt lühike ja intensiivne kõrghetk jõuab kätte iga aasta 21.-22. oktoobril.

Päikesevarjutus Ameerikas 2023

Laupäeval leidis suurema osa Põhja- ja Kesk-Ameerika kohal aset selle aasta teine päikesevarjutus ehk olukord kus Kuu libises Päikese ette. Kuna Kuu oli varjutuse ajal Maast suhteliselt kaugel (Kuu orbiit ümber Maa ei ole ringikujuline), siis ei olnud see taevas piisavalt suure nurkläbimõõduga, et tervet päikeseketast kinni katta. Selle tulemusel ei saanud kusagilt näha täielikku päikesevarjutust, vaid ainult niinimetatud rõngakujulist varjutust, kus varjutuse tipphetkel säras musta Kuu ümber selle tagant paistva Päikese serv. All galerii mõnest paremast jäädvustusest.

PS: Kuna Päikesevarjutused saavad aset leida vaid neil perioodidel, kui Kuu orbiidi tasand lõikab Maa tiirlemistasandit ning kaks taevakeha on meie vaatepunktist samas sihis, lahutab päikesevarjutusi ja kuuvarjutusi tavaliselt kaks nädalat (aeg, mille jooksul Kuu jõuab ümber Maa tiireldes ühele või teisele poole planeeti). Seepärast avaneb meil 28. oktoobril võimalus enda pool planeeti näha kuuvarjutust, kui Kuu liigub läbi Maa poolt heidetud varju serva. Sellest aga lähemalt juba vahetult enne sündmust.

Varjutus GOES-16 satelliidilt.

Suur Kanjon, USA, Byron Mead

Mehhiko, Emmanuel Delgadillo

Utah, USA, Satoru Murata

Nevada, USA, Brian Fulda

Mehhiko, Amir Shahcheraghian

Tennessee, USA, Robert Van Vugt

Honduras, Francis Sansivirini, René Saade

Andrew McCarthy

Brasiilia, Luan M. Moraes

Oregon, USA, Jerry Zhang, Baolong Chen, Amber Zhang

Missioon Psyche läheb uurima asteroidi Psyche

Täna, 13. oktoobril, kell 17:19 läheb USA Florida osariigis asuvast Kennedy kosmosekeskusest teisele stardikatsele missioon nimega Psyche. Falcon Heavy nimelise kanderaketi abil planeetidevahelisse ruumi lennutatava väikebussi suuruse sondi sihtmärgiks on samanimeline asteroid (16 Psyche), mille juurde see peaks jõudma 2029. aastal.

220 kilomeetrise läbimõõduga Psyche avastati Marsi ja Jupiteri vahelisest asteroidide vöönst juba 1852. aastal itaalia astronoom Annibale de Gasparise poolt. Tegemist on teadaolevalt kõige suurema ja massiivsema niinimetatud M-tüüpi ehk suuremalt jaolt metallist koosneva asteroidiga. Arvutused on näidanud, et Psyche koosneb vähemalt 60% ulatuses erinevatest metallidest, millest enamuse moodustab tõenäoliselt raud ja nikkel. Ülejäänu on kivine materjal.

Üks Psyche kahest hiiglaslikust päikesepaneelist. Kokku on sondi "siruulatuseks" 24,7 meetrit.

Pikka aega arvati, et Pshyche võib olla ammuse pisikese protoplaneedi tuum, mis peale mõnd suuremat kokkupõrget paljusid väiksemaid kokkupõrkeid paljastus. Tänaseks on sellisest teooriast praktiliselt loobutud, kuna asteroidi tihedus on selleks lihtsalt liiga madal. Tõenäoliselt on õige vastus midagi keerulisemat ning just selle leidmisega asubki Psyche sond tegelema. Kusjuures tegemist on esimese korraga kui maise robotsondiga metallilist asteroidi uurida kavatsetakse. Hetkel on selle kohta teleskoobi- ja radarvaatlusega teada vaid selle mass, tihendus, mõõtmed ja umbkaudne kuju.

Kunstniku nägemus Psychest Psyche orbiidil.

Psyche kuju ja peamised pinnavormid, mis on kindlaks tehtud ettevaatlike teleskoobivaatlustega (heleduse muutus).

'Kui kõik läheb plaanipäraselt, siis 2,6 tonnine Psyche sond jõuab oma sihtmärgini 2029. aasta juulis. Enne seda sooritab see kiiruse kogumiseks lähedase möödalennu Marsist. Esialgu peaks Psyche samanimelise asteroidi orbiidil veetma kaks aastat, mille käigus tehakse kindlaks selle koostis ja kaardistatakse selle pind. Peamise teadusinstrumentatsiooni kõrval kannab Psyche niinimetatud Deep Space Optical Communications (DSOC) eksperimenti. Tegemist on katsejärgus sidetehnoloogiaga, kus sond suhtleb Maaga mitte läbi raadioside vaid läbi laserite. Selline süsteem lubab võrreldes senisega 10-100 korda kiiremat ühendust ning seega Maale edastada rohkem andmeid.

PS: Eilne start lükati edasi Floridas valitsenud tormituulte tõttu. Sama võib juhtuda täna. Sellisel juhul tuleb järgmine katse laupäeval.

Psyche starti saab otseülekandena vaadata siit: https://www.youtube.com/live/npIDMxrzm_o?si=JGueau08LvjcbhYh 

Saturni kuu Iapetus

Saturni suuruselt kolmas kuu Iapetus avastati 1671. aastal Itaalia astronoom Giovanni Domenico Cassini poolt, kui ta märkas oma suhteliselt algelise teleskoobiga Saturnist lääne pool (Maa taevas vaadates) uut kuud. Mõni aeg hiljem üritas ta seda vaadelda Saturnist ida pool, kuid tulutult. Järgmine aasta kordus sama asi. Alles parema teleskoobiga õnnestus tal seda ka Saturnist ida pool vaadelda, kuid seal paistis see oluliselt madalama heledusega. Vaatlusi korrates järeldas ta, et Iapetusel peab olema kaks väga erineva peegeldavusega poolkera ning sarnaselt meie Kuule vaatab see pidevalt ühe poolega planeedi poole ehk on planeedi suhtes loodeliselt lukustunud. Seega Saturnist lääne pool asudes näeme me selle heledamat poolkera ja Saturnist ida pool tumedamat poolkera. See geniaalne järeldus sai täieliku kinnituse kolm sajandit hiljem, kui Saturni külastasid esimest korda legendaarsed Voyageri sondid. Saturni ja selle kuude pikaajaline uurimine viidi aga läbi aastatel 2004-2017 läbi Cassini auks nimetatud sondi poolt.

Erinevused kahe poolkera vahel. Tumedam vaatab kuu liikumise suunas, heledam selle taha. Fotod: Cassini.

Tänaseks teame, et kusagil 1500 kilomeetrise läbimõõduga Iapetuse tiirlemise suunas vaatav poolkera on kaetud kõige rohkem paarikümne sentimeetrise punakas-pruuni tolmu kihiga, samal ajal kui teine poolt katab suhteliselt värske jääkiht. Heledam poolkera suudab peegeldada kusagil 50-60% sellele langevast päikesevalgusest, tumedam vaid 3-5%. Taolise drastilise erinevuse seletamiseks tuleb teada, et Iapetus tiirleb Saturnist võrdlemisi kaugel ning seega aeglaselt. Ühe tiiru (ja seega ka ühe pöörde) tegemiseks kulub sellel 79 päeva. Selle tulemusel saab Iapetuse üks pool 37,5 päeva päikesevalgust ja 37,5 päeva pimedust, tekitades päeva ja öö vahel väga suuri temperatuurilisi erinevusi. Kuna kuu tumedam poolkera neelab oluliselt rohkem päikesevalgust, soojeneb see kiiremini ning tumeda tolmu all olev jää sublimeerub (vaakumis jää mitte ei sula vedelikuks, vaid muutub tahkest otse gaasiliseks). Veeaur aga ei jõua kuust kuigi kaugele ning ladestub värske kihina tagasi Iapetuse heledamale ehk jahedamale poolkerale. Nii tekib omamoodi isevõimenduv tsükkel, kus Iapetuse tumedam pool muutub üha tumedamaks (jää kaob, tolm jääb alles) ning hele pool üha heledamaks (värske jää on heledam). On arvutatud, et miljardi aasta jooksul sublimeeruks sedasi Iapetuse tumedamalt küljelt 20 meetrit jääd, heledamalt aga kõigest 10 sentimeerit (jättes arvestamata, et tegelikult seal jääkiht hoopis kasvab).

Cassini mosaiik Iapetuse heledamast küljest. All on näha Iapetuse suuruselt teist kraatrit Engelieri basseini, mille läbimõõt on ümmarguselt 500 kilomeetrit.

Cassini möödalennu käigus pildistatud ekvatoriaalne mäeahelik.

Fotol lähivaade Iapetuse ekvaatoril kõrguvale mäeahelikule, mis on tihedalt täis iidseid meteoriidikraatreid. Foto keskosas on näha hiljutisema kokkupõrke poolt paljastatud heledamat jääd, millest kuu suuremas osas koosnebki. Nähtavad mäed on jalamilt umbes 10 kilomeetrit.

Kui taoliste tsüklite poolt põhjustatud erinevusi kuu poolkeradel on suhteliselt lihtne mõista, siis lahtiseks jääb küsimus, et kuidas see protsess alguse sai. Juhtivaks hüpoteesiks on, et algne tume materjal, mis Iapetuse tiirlemissuuna küljele ladestus, pärines mõnelt teiselt Saturni kuult. Võibolla tabas mõnd sellist suurem asteroid või meteoriidisadu, mis paiskas Iapetuse ette orbiidile tolmupilve, mis miljonite aastate jooksul kuu poolt kinni püüti. Kord juba värvierinevust omades sai see eespool kirjeldatud tsüklite käigus vaid süveneda.

Teine mõistatus Iapetuse puhul on praktiliselt selle ekvaatorit järgiv mäeahelik. 1300 kilomeetrit pikk, 20 kilomeetrit lai ja keskmiselt 13 kilomeetrit kõrge ahelik avastati 2004. aastal Cassini sondi abil. Huvitaval kombel asub see aga ainult kuu tumedamal küljel. Heledamal poolel sarnast pinnavormi praktiliselt ei näe. Teiseks on terve kuu poolustelt otsekui kokku pressitud, andes kuule veidi pelmeeni või kreeka pähkli kuju. Ekvatoriaalse aheliku tekkeks pole suudetud välja pakkuda ühtegi head hüpoteesi. Õigem oleks võib olla öelda, et kuigi hüpoteese on mitmeid, ei suuda neist ükski seletada, et miks on ahelik vaid poolel kuul ja mitte teisel.

Iapetus on nime saanud Kreeka mütoloogiast pärit titaani Iapetuse järgi, kes oli Gaia ja Uraani poeg ning Atlase, Prometheuse, Epimetheuse ja Menoetiuse isa.

Kosmosesüstik Päikese peal

2009. aasta mais saadeti kosmosesüstik Atlantis teenindama Maa orbiidil asuvat Hubble kosmoseteleskoopi. Viies ja senini viimane taoline teenindusmissioon kestis 13 päeva ning kandis nime STS 125. Selle käigus vahetati kosmoseteleskoobil välja kaamera, spektromeeter, juhtimissensor, kuus teleskoobi pööramiseks mõeldud güroskoopi ja kaks akut. Lisaks paigaldati teleskoobile uued soojuskilbid ja dokkimiskinnitus, millest viimase eesmärgiks oli tulevikus võimaldada teleskoopi kontrollitult obiidilt alla juhtida.

Allolevad fotod kosmosesüstikust ja Hubble kosmoseteleskoobist Päikese taustal on tehtud prantsuse astrofotograaf Thierry Legaulti poolt ning need peaksid olema ainsad taolised fotod. Saadeti ju kosmosesüstikud 2011. aastal jäädavalt pensionile. Neist esimesel kahel on näha Atlantist suundumas Hubble kosmoseteleskoobi poole, kahel järgmisel on näha Atlantist ja Hubble mõned minutid enne seda kui süstik teleskoobi "kinni püüdis" ning seda teenindama asus. Üleminekud Päikesest kestsid vaid 0,3 ja 0,8 sekundit.

Apollo 13 reis ümber Kuu

Mida nägid õnnetu Apollo 13 missiooni astronaudid Jim Lovell, Jack Swigert ja Fred Haise 1970. aasta aprillis ümber Kuu lennates? Allolev video on astronautidele avanenud vaadete 4K kvaliteedis taaslooming, mis on tehtud Kuu ümber tiirleva Lunar Reconnaissance Orbiteri (LRO) fotomaterjali abil. Võrreldes Apollo 13 kosmoselaeva kiirusega Kuu ümber on video vähemalt neli korda kiirendatud, kuna tegelik reis (mille vältel meeskonnal puudus Maaga sideühendus) kestis kokku umbes 8 minutit. Arusaadavalt on video tõeliseks nautimiseks tarvis 4K resolutsioonis kuvarit ning piisavalt kiiret internetiühendust.

Apollo 13 missiooni teisel päeval teel Kuu juurde süttis teenindusmooduli hapnikupaagis vigane elektriisolatsioon. Plahvatuse käigus lekkisid selle mõlemad hapnikupaagid kosmosesse ning meeskond pidi kasutama Kuu pinnale laskumiseks mõeldud maandurit sisuliselt päästepaadina. Kuna hapniku läks tarvis ka elektrivoolu tootmiseks ning seda oli vaja atmosfääri sisenemiseks säästa, olid astronaudid sunnitud enamiku laeva süsteemidest välja lülitama. Muuhulgas puudus neil joogivesi ja soojendus. Selle asemel, et jääda Kuu orbidiidile nagu esilalgne plaan ette nägi, otsustati kosmoselaev saata ümber Kuu ning tuua see koos astronautidega võimalikult kiiresti tagasi Maale. Meeskond maandus turvaliselt 17. aprillil 1970.

Apollo 13 missiooni põhjal valmis 1995. aastal suurepärane samanimeline mängufilm. Lisaks saab sama lugu näha 1998. aasta minisarjas From the Earth to the Moon.

Keeristorm Marsil

Marsikulgur Perseverance jäädvustas Marsil Jezero kraatri nõlval eriti kõrge tuulispasa, mille kõrval maised keeristormid kahvatuvad. Kuigi tuulispask asus kulgurist kusagil 4 kilomeetri kaugusel ning selle ülemine osa jääb kaadritest välja, suudeti fotodelt ja keerise varjust pinnal välja arvutada, et tuulispasa läbimõõt pidi olemas kusagil 60 meetrit ja kõrgus ligi 2 kilomeetrit. Võrdluseks, maised tornaadod küündivad kõige rohkem kusagil 300 meetri kõrguseks. Erinevalt aga maisetest keeristormidest, mis suudavad maast lahti kergitada lehmi ja autosid, ei suudaks fotodelt nähtav tuulispask ilmselt isegi inimesest ümber paisata. Asi selles, et Marsi atmosfäär on kusagil 100 korda hõredam kui Maal, ehk siis sealsel isegi mitmeid kümneid meetreid liikuval tuulel ei ole lihtsalt jõudu tolmu keerutamisest midagi drastilisemat teha. Näiteks filmist Marslane nähtud torm, mis astronaute nagu nukke ringi lennutab, on puhas dramaatiline liialdus.

Animatsioon on kokku pandud 21 kaadrist, mis on tehtud iga nelja sekundi tagant. Võrreldes reaalajaga on klipp 20-kordse kiirendusega.

Suurendus.

Tuulispaskasid on Marsil jäädvustatud juba alates NASA Vikingite maanduritest (Viking 1 maandus Marsil 1976) nii pinnalt kui orbiidilt.

Keeristomide poolt jäetud jäljed. Foto: Mars Global Surveyor (MGS).

800 meetri kõrgune keeristorm Marsi orbiidil asuva MRO kaamera vahendusel.

Steve Kanada taevas

Sellel umbes nädal tagasi Kanadas Ontario provintsis virmalisekütt Theresa Clarke poolt tehtud fotol pole mitte virmalised, vaid virmalistega seotud suhteliselt haruldane valgusnähtus nimega STEVE*. Kuigi taolisi valgusribasid võidi põhjataevas näha juba väga ammustel aegadel, hakati neid tänu fototehnika arengule eraldi tähele panema alles 2010ndate alguses. 2017. aastaks oli taolisi vaatlusi kogunenud piisavalt, et nähtust ametlikult virmalistest eristada ning alustada selle teaduslikku uurimist.

Kuigi Steve tekke ja olemuse kohta on veel siiani väga vähe teada, on suudetud nüüdseks paljude vaatlustega kindlaks teha, et need kujutavad endast sadu või isegi tuhandeid kilomeetreid pikki plasmajugasid, mis tekivad maapinnast kusagil 200 kilomeeti kõrgusel. Jugasid moodustuva plasma temperatuur ulatub 3000-6000 kraadini ning kogu moodustis liigub tavaliselt ida-lääne sihis kuni 6 kilomeetrit sekundis. Helenduse üheks põhjuseks võib olla lämmastiku reageerimine hapnikuga, mille tulemusel tekib kemikaal nimega lämmastikoksiid (NO). Kuna Steve pole siiani veel kordagi märgatud virmalistest täiesti eraldiseisvana, siis on pakutud, et selle teke on kuidagi seotud atmosfääri ülakihtidega kohtuvate laetud osakeste suunatud vooga. Need samad laetud osakesed, mis pärinevad Päikeselt, on ühtlasi virmaliste tekitajateks.

Foto on eriline selle poolest, et antud Steve on selgelt erivärviline ning omavahel põimunud.

*STEVE - tegemist on lühendiga inglise keelsest kirjeldavast terminist Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, mida võiks tõlkida tugevaks soojusliku kiirguse kiirusvõimenduseks.