Tiede

Suomenkin taivaalla hohtaa punainen kaari, joka hämmentää tutkijoita – mikä se on?

Tieteentekijät ovat vasta havahtuneet ihmettelemään valoilmiötä, joka ei ole revontuli. Se sai baarissa nimeksi Steve.

Kun katsot kirkkaana revontuliyönä vihreinä loimuavista revontulista hieman etelään, saatat nähdä sen.

Pimeän taivaan halkaisee himmeä kaari, joka tyypillisesti kulkee horisontista toiseen itä–länsisuunnassa. Paljain silmin sitä voi olla vaikea erottaa utuisesta Linnunradasta. Hennon kaaren voi helposti sekoittaa myös lentokoneen tiivistymisvanaan, sanovat taivaan tarkkailijat.

Mutta kun kameralla ottaa kuvan pitkällä valotusajalla, kaari tulee esiin väreineen: se on punertava tai vaaleanpunainen, joskus violetti. Se voi pysyä taivaalla hyvinkin pitkään.

Kaari on tallentunut taivaan kuvaajien filmille ja muistikorteille jo vuosikymmeniä, mutta tutkijat eivät tiedä, mikä se on. Se ei nimittäin ole revontuli, vaan jotain aivan muuta.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Ilmiöön havahtui kanadalainen revontuliharrastaja Chris Ratzlaff neljä vuotta sitten. Ohjelmoijana työskentelevä Ratzlaff lähti eräänä yönä kuvaamaan loimuavien hiukkasvirtojen värikästä tanssia kotiprovinssinsa Albertan taivaalla.

Revontulten hälvennyttyä Ratzlaff jäi katselemaan tähtiä ja huomasi hieman etelämmässä erikoisen vanan.

”Se oli himmeä, mutta sen kyllä näki”, Ratzlaff kertoo The Atlantic -lehdessä.

Ratzlaff otti kuvan pitkällä valotusajalla ja huomasi, että kaari hohtaa valoa.

”Lentokoneen tiivistymävanat eivät niin tee.”

Seuraavana päivänä Ratzlaff latasi kuvia näytteille revontuliharrastajien Facebook-ryhmään. Kävi ilmi, että muutkin olivat saaneet kuvia samasta kaaresta jo vuosia sitten. Kukaan ei vain tiennyt, mistä oli kysymys.

Punaista kaarta alettiin paremman tiedon puutteessa kutsua protonikaareksi. Sellainen syntyy protonien törmäillessä korkealla ilmakehässä. Revontulet taas yleensä johtuvat elektronien poukkoilusta Auringon hiukkasvirran puhaltaessa Maan magneettikenttään.

Alan harrastajat alkoivat kohista internetissä uudesta, oudosta ilmiöstä. Se kiinnitti lopulta myös tutkijoiden huomion.

Nasan fyysikko Elizabeth McDonald seurasi keskustelupalstoja ja matkusti lopulta Kanadaan, missä hän päätyi Calgaryn yli­opiston revontulitutkijan Eric Donovanin ja paikallisten revontuliharrastajien kanssa baariin. Harrastajat näyttivät tutkijoille kaaresta ottamiaan kuvia ja Donovan oli äimän käkenä: Mikä tuo on?

Donovan hoksasi, että kyseessä on tieteelle tuntematon ilmiö. Protonikaari se ei ole. Ilmiölle piti keksiä nimi, joka ei liity kaaren syntytapaan, kun sitä ei kerran tiedetä.

Porukka pui asiaa oluen äärellä ja lopulta joku keksi: olkoon se Steve!

Nimi tulee Yli aidan -animaatioelokuvasta (Over the Hedge). Sen eräässä kohtauksessa eläinhahmot kohtaavat itselleen vieraan ilmiön eli pensasaidan, ja hetken keskusteltuaan päättävät kutsua sitä Steveksi.

Kun harrastajat saivat tuekseen tieteen muskelit, fyysikoiden aivot ja satelliittien silmät taivaalta, Steve-kaaren tutkimus alkoi edetä.

Euroopan avaruusjärjestön Swarm-satelliitti lensi pari vuotta sitten kaaren yli. Sen mittaukset paljastivat, että kyseessä saattaisi olla eräänlainen revontuliin liittyvä ionivirtaus eli verrattain kapea nauha varautuneita hiukkasia, jotka liikkuvat idästä länteen erittäin nopeasti, noin kuuden kilometrin sekuntivauhtia.

Tällaista kyytiä sinkoilevien hiukkasten lämpötila on todella korkea, jopa 6 000 astetta. McDonaldin ja Donovanin ryhmä julkaisi maaliskuussa Science Advances -lehdessä tutkimuksen, jonka mukaan Steve voisi olla tällaisen ionivirran silminnähtävä muoto. Vielä ei ole pystytty todentamaan, mitkä molekyylit tai atomit hehkun aiheuttavat.

Samassa tutkimuksessa Steve-nimelle keksittiin teknisempi sisältö: Steve on nyt lyhenne sanoista Strong Thermal Emission Velocity Enhancement. Nimi on väkisin väännetty, mutta se viittaa kuumiin ioneihin (strong thermal emission), jotka liikkuvat hyvin nopeasti (velocity enhancement).

Ionit ovat sähköisesti varautuneita atomeja. Revontulet taas ovat aurinkotuulen kyntämän plasman tanssia korkealla ilmakehässä, ionosfäärissä.

Kun Auringosta satavat hiukkaset törmäävät Maan magneettikenttään, ne virittävät hapen ja typen ­atomeita korkeampaan energiatilaan. Energia purkautuu valona: revontulien vihreä ja punainen hehku syntyy hapesta, kun taas typestä sinkoaa sinistä valoa.

Steve hohtaa punaista tai pinkkiä valoa jopa tuhansien kilometrien pituisena mutta vain parinkymmenen kilometrin levyisenä kaarena noin 200 kilometrin korkeudessa. Se esiintyy joskus revontulien yhteydessä, mutta aina paljon etelämpänä kuin itse revontulet.


Maaliskuussa julkaistu tutkimus ei ollut lopullinen totuus ilmiön olemuksesta. Calgaryn yliopiston uuden tutkimuksen mukaan Steve ei toimi samoilla säännöillä kuin revontulet.

Fyysikko Beatriz Gallardo-Lacourtin johtama ryhmä tutki nyt erästä jo vuonna 2008 Kanadassa tehtyä havaintoa, jonka aikana taivaasta ja ilmakehästä oli saatavilla sekä maanpäällisten kameroiden kuvia että napojen yli kiertävän amerikkalaisen Poas-satelliitin mittauksia.

Ryhmä havaitsi, että Steve hehkui taivaalla siitä huolimatta, että Maan magneettikenttään ei tuolloin satanut varautuneita hiukkasia.

Toisin sanoen Steve ei synny samalla tavoin hiukkasvirrasta kuin revontulet, vaan sen synnyttää jokin muu, toistaiseksi tuntematon mekanismi.

Gallardo-Lacourtin ryhmä kuvailee sitä nyt ”taivaanhehkuksi” (skyglow), erotuksena revontulista. Tämän lisäksi on olemassa myös ”ilmahehku” (airglow). Se on ilmakehässä syntyvää heikkoa valoa, joka pimeinä öinä kajastaa matalalla horisontissa. Sitäkään Steve ei siis ole.

”Johtopäätöksemme on, että Steve ei ole revontuli. Tällä hetkellä tiedämme siitä todella vähän. Se on tavallaan siisti juttu, sillä vaikka valokuvaajille ilmiö on ollut tuttu jo kauan, tutkijoille se on yhä täysin käsittämätön”, Gallardo-Lacourt sanoo tiedotteessa.

Uusimman tutkimuksen Stevestä julkaisi Geophysical Re­search Letters.

Steve on tuttu myös Ilmatieteen laitoksen tutkijalle ja Ursan revontuliryhmän vetäjälle Matias Takalalle, joskaan hän ei ole sellaista itse nähnyt.

”On täysin mahdollista, että suomalaiset havainnoitsijat ovat nähneet kaaren ja kuvanneet sen, mutta tämän varmistaminen on toistaiseksi hieman ongelmallista”, Takala kertoo.

Steven voi sekoittaa toiseen ilmiöön, jota kutsutaan sar-kaareksi (stable auroral red).

”Se on useimmiten hyvin himmeä revontulikaari, joka nimensä mukaisesti on väriltään punainen ja tavallisesti pitkäkestoinen, jopa useampia vuorokausia. Sar-kaari esiintyy myös erillään tavanomaisesta revontuli­ovaalista”, Takala sanoo.

Kuvissa Steve tuntuu poikkeavan sar-kaaresta vaaleanpunaisen, joskus jopa purppuran värinsä puolesta.

Takala sanoo, että valokuvassa näkyvien värien perusteella tunnistusta on silti vaikea tehdä. Kuvaaja kun voi säätää kameran valkotasapainoa ja kuvan värejä.

Ammattikäytössä oleviisa värikuvaavissa revontulikameroissa värit on yleensä kalibroitu.”

Tähtitieteellisessä yhdistyksessä Ursassa odotellaan vielä lisätutkimusta, jotta suomalaisten harrastajienkin havainnoista voitaisiin varmemmin sanoa, onko kyseessä Steve vai jokin muu. Ursan Taivaanvahti-palvelusta löytyy runsaasti kuvia punaisista sar-kaarista.

Ilmiö on joka tapauksessa todellinen, ja se lienee näkynyt taivaalla aina. Siihen ei vain ole kiinnitetty huomiota.

Uusimman tutkimuksen Steve-havainto oli peräisin Kanadan Kapuskasingin kaupungista Ontariossa, jonka magneettinen leveysaste on 60,9.

Magneettinen leveysaste on eri kuin maantieteellinen leveysaste, koska se mitataan suhteessa maapallon magneettisiin napoihin. Suomessa esimerkiksi Nurmijärven magneettinen leveysaste on 57 ja Oulun jo yli 60.

”En näe mitään syytä, miksei Steve näkyisi myös Suomessa. Kunhan sen tunnistaminen alkaa olla rutiinia, niin uskon, että se löytyy vanhoistakin havainnoista”, Takala sanoo.

Steven löytäminen taivaalta ei ole aivan helppoa, koska se on niin himmeä. Valosaasteen keskeltä se ei varmastikaan erotu, joten pimeät paikat pohjoisessa lienevät otollisimpia ilmiön havaitsemiseen.

Paljaan silmän lisäksi tarvitaan kamera. Steve ei välttämättä näy aina, vaikka taivaalla olisikin revontulia. Mutta jos se näkyy, se sijaitsee aina revontulista etelään.

Onnea etsintään!


    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Avaruus
  • Tiede
  • Revontulet
  • Niko Kettunen

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Eduskunta äänesti Soinin luottamuksen puolesta äänin 101–60, kokoomuksen rivit rakoilivat – HS seuraa hetki hetkeltä

    2. 2

      Kapinalippu nousi asunnottomien asuntolan lipputankoon Hietaniemenkadulla – Tuntematon pilailija onnistui täydellisesti: lippu on jumissa eikä sitä saada alas

    3. 3

      Näin kansanedustajat äänestivät Soinin luottamuksesta – kokoomuslaisista viisi oli poissa äänestyksestä

    4. 4

      Alusvaateketju julkaisi ”seksikkään Handmaid’s Tale -asun” – internet raivostui, yhtiö poisti asun ja todellisuutemme otti taas askeleen lähemmäs satiiria

    5. 5

      Jaakko Pitkäjärvi osti puolen miljoonan euron McLaren 720:n – sitten ”brutaali vehje” lipesi

    6. 6

      ”Vaatekaappi pursuaa tavaraa, mutta mitään järkevää päällepantavaa ei löydy” – Kapselipukeutuminen ratkaisee ongelman, näin se toimii

      Tilaajille
    7. 7

      Mies kylvi pelkoa naapureissa vuosien ajan ja soitteli yötä myötä haitaria Haagassa – Oikeus: Miehen sai häätää

    8. 8

      Keskusta ja kokoomus antoivat tukensa Timo Soinille – kauniista arvopuheista huolimatta kyse oli lopulta vain pragmaattisesta valtapolitiikasta

    9. 9

      Sauberin tallipäällikkö nostaa yhden Kimi Räikkösen taidon ylitse muiden: ”Hän on siinä ehkä kaikkein paras”

    10. 10

      Poliisi: ”Nasujaisten” jatkot kärjistyivät Vantaalla sivullisten hakkaamiseksi – juhlijoilla ollut mukanaan myös teräaseita

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ystäväni poika ei ole oppinut amiksessa juuri mitään – Onko ammattikoulutus todella näin surkealla tolalla?

    2. 2

      Suomen junat ovat kuin tieteiselokuvista Ruotsiin verrattuna – Yksityisille avattu junaliikenne tökkii, eikä aikatauluihin voi luottaa

    3. 3

      Miehet ovat usein tajuamattaan henkisen väkivallan uhreja – ”Miehillä voi olla parinkymmenen vuoden kokemus alistamisesta”

    4. 4

      Ketogeeninen ruokavalio on trendi, jossa paino voi pudota nopeastikin – Ravitsemus­terapeutti: ”En kannusta, koska dieetti voi johtaa aineenvaihdunnallisiin ongelmiin”

    5. 5

      Tämä määrä proteiinia on tarpeeksi, liika voi olla vaaraksi ja kasviproteiinilla pärjää, kunhan tietää mitä tekee – Nämä kahdeksan faktaa sinun täytyy tietää proteiineista

      Tilaajille
    6. 6

      Eduskunta äänesti Soinin luottamuksen puolesta äänin 101–60, kokoomuksen rivit rakoilivat – HS seuraa hetki hetkeltä

    7. 7

      Jaakko Pitkäjärvi osti puolen miljoonan euron McLaren 720:n – sitten ”brutaali vehje” lipesi

    8. 8

      Meksikon ruumisrekka­skandaali paisuu – vainajia onkin yli kolmesataa

    9. 9

      Vuoden vastenmielisin elokuva on tässä – Peppermint on järjetön ja tavattoman väkivaltainen, mutta pahinta siinä on asenne

    10. 10

      Aftonbladet: Oppilas vangittiin Ruotsissa epäiltynä opettajan raiskauksesta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      ”Ihmisroskana” esitetty asunnoton alkoholisti Markku Korhonen ahdistui ja suuttui niin, että teki rikos­ilmoituksen – entinen yrittäjä auttoi pitkään muita, mutta päätyi itse sillan alle

    2. 2

      Auschwitziin matkanneet Kallion lukiolaiset kokivat Suomi-häpeää krakovalaisessa juutalaisravintolassa: ”Minun oli pakko mennä kysymään heiltä, että ymmärrättekö te yhtään, mitä teette”

    3. 3

      Virpi oli luokan priimus ja lääkäriperheen kultahippu – Hänestä tuli kirurgi, joka leikkasi potilaita lääkehuuruissa ja joutui lopulta vankilaan

      Tilaajille
    4. 4

      Puolella miljoonalla suomalaisella on riittämätön lukutaito – Testaa, kuinka hyvin itse ymmärrät lukemaasi

    5. 5

      Äiti riehui, ryyppäsi ja teki lopulta itsemurhan – Kun Sari Järn halusi ymmärtää miksi, hän löysi suvun synkän historian

      Tilaajille
    6. 6

      Helsinkiläisnaisen auto saarrettiin traktorilla Nuuksiossa – ”Espoon sumputtaja” Lucas Heimsch perheineen kertoo nyt, mikä kaupunkilaisten käytöksessä mättää

    7. 7

      Espoolainen oppilas kuoli saatuaan sairaus­kohtauksen liikunta­tunnilla, jolla tehtiin piip-testiä – Testistä on annettu tarkat ohjeet kouluille, sanoo sivistys­toimen johtaja

    8. 8

      ”Ongelmista ykkönen on viina, kakkonen on viina ja kolmonen on viina” – Ensihoidon eläköityvä vastuulääkäri Teuvo Määttä on nähnyt Helsingin pimeän puolen

    9. 9

      Miehet ovat usein tajuamattaan henkisen väkivallan uhreja – ”Miehillä voi olla parinkymmenen vuoden kokemus alistamisesta”

    10. 10

      Siirtämäänsä autoa tuhonnut hinaus­auton kuljettaja herätti hämmennystä Vantaan Koivu­haassa – auto oli tarkoituskin viedä romutettavaksi, kertoo kuljettaja

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Keskusta ja kokoomus antoivat tukensa Timo Soinille – kauniista arvopuheista huolimatta kyse oli lopulta vain pragmaattisesta valtapolitiikasta
    3. Näin kansanedustajat äänestivät Soinin luottamuksesta – kokoomuslaisista viisi oli poissa äänestyksestä
    4. Sanakokeiden sanalistoja päntätään kouluissa jopa kännykkäkuvista – Helsingin kirjasäästöt saavat opettajat ja vanhemmat keksimään epätoivoisia keinoja
    5. S-pankki aloitti kovan hintakisan yhdistelmärahastoissa – uudessa palvelussa rahastojen kulut vain 0,5 prosenttia
    6. Eduskunta äänesti Soinin luottamuksen puolesta äänin 101–60, kokoomuksen rivit rakoilivat – HS seuraa hetki hetkeltä
    7. Kaikkien aikojen nuorin ja runoilija kisaavat arvostetusta Man Booker-palkinnosta
    8. Presidentti Niinistö: Otin Sentsovin esille Putinin kanssa – Venäjällä vangittu ukrainalainen elokuvaohjaaja ollut syömälakossa 130 päivää
    9. Australialais­jalkapalloilijat pukeutuivat Serena ja Venus Williamsiksi ja maalasivat ihonsa mustaksi – poistivat kuvan rasismisyytösten jälkeen
    10. Bloomberg: Emirates-lentoyhtiö kaavailee tappiollisen Etihadin lentoliikenteen ostoa – liitossa syntyisi maailman suurin lentoyhtiö
    11. Hans Rosling saa lukijan innostumaan siitä, ettei peli ole vielä menetetty: Faktojen maailma taistelee globaalia tyhmyyttä vastaan
    12. Näytä lisää