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.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

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.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

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.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

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.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

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

      Elokuvia netistä ladanneet suomalaiset ovat saaneet perintäkirjeitä tekijänoikeus­maksuista – Nyt viranomaiset selvittävät asiaa

    2. 2

      Puurokattila liedellä kertoi, että asunnosta oli lähdetty vauhdilla – Sina Varheen tytär katosi, ja seuraavien kuukausien jäljet seuraavat äitiä läpi elämän

      Tilaajille
    3. 3

      Ranska arvostelee Trumpia huonosta käytöksestä

    4. 4

      Suomessa ei pysy järjissään marraskuussa ilman lentämistä – ja se on meidän parikymppisten luonnonystävien tragedia

    5. 5

      Melania Trumpin hätkähdyttävä lausunto osoittaa, että ensimmäisen naisen vaikutus­valta Valkoisessa talossa saattaa olla kuviteltua suurempi

    6. 6

      Suomalainen tähti­tieteilijä löysi aivan Aurinko­kunnan naapurista jäisen ”supermaan”

    7. 7

      Sushikokki tappoi kollegansa veitsellä ravintolassa Kampissa, likaveden läiskyminen oli viimeinen pisara – oikeus tuomitsi vankilaan

    8. 8

      Ortodoksinen seura­kunta luovuttaa: Itäkeskuksen suur­kirkon työmaa on myynnissä

    9. 9

      Brittihallitukselta tuki brexit-sopimukselle, mutta pääministeri Mayn asema saattaa olla uhattuna – ”Nyt muiden on kannettava vastuunsa”, sanoi EU:n pää­neuvottelija

    10. 10

      Mies loi ”bändilleen” tyhjästä fani­kunnan, levy-yhtiön ja uutis­sivuston – ja buukkasi niiden avulla kiertueen, jonne ei tullut ketään

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Puurokattila liedellä kertoi, että asunnosta oli lähdetty vauhdilla – Sina Varheen tytär katosi, ja seuraavien kuukausien jäljet seuraavat äitiä läpi elämän

      Tilaajille
    2. 2

      Eikö rakennusala ikinä opi? Taivaanranta on täynnä nostokurkia, kustannukset karkasivat pilviin, ja nyt asuntoja uhkaa valmistua valtava määrä tyhjilleen

    3. 3

      Melania Trumpin hätkähdyttävä lausunto osoittaa, että ensimmäisen naisen vaikutus­valta Valkoisessa talossa saattaa olla kuviteltua suurempi

    4. 4

      Väsyttääkö koko ajan? Kysy itseltäsi nämä kuusi kysymystä niin pääset ongelman juurille

    5. 5

      Ihmisten ja hiirten aivoista löytyi suolisto­bakteereita – ”Tämä on tajunnan­räjäyttävää”, kommentoi neuro­tieteilijä

    6. 6

      Suomessa ei pysy järjissään marraskuussa ilman lentämistä – ja se on meidän parikymppisten luonnonystävien tragedia

    7. 7

      Aikuinen ihminen saa olla Suomessa riippuvainen tasan yhdestä ihmisestä – ja se on hänen oma kumppaninsa

    8. 8

      Mies loi ”bändilleen” tyhjästä fani­kunnan, levy-yhtiön ja uutis­sivuston – ja buukkasi niiden avulla kiertueen, jonne ei tullut ketään

    9. 9

      Kela tulkitsi eri sukupuolta olevan vuokranantajan puolisoksi ja epäsi tuen – Oikeusasiamiehen mukaan tukiasian käsittely oli asiatonta

    10. 10

      Opiskelija oli muuttamassa soluasuntoon mutta joutuikin remontin keskelle – Vuokranantaja ei halunnut purkaa sopimusta ja kehotti ottamaan ”järjen käteen”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Siivooja Aino-Maija Leinonen näki keskiluokkaiset kodit ja päätti elää toisin – ”Kaikkien lempiväri on valkoinen ja kaikilla on samat esineet”

      Tilaajille
    2. 2

      Suomalaisia on kasvatettu ylenpalttiseen reippauteen, sanoo lastenpsykiatri Jari Sinkkonen – Sillä on hintansa, ja nyt se heijastuu parisuhteisiimme ja omien lastemme käytökseen

      Tilaajille
    3. 3

      Helsingin surkein taloyhtiö oli pahassa jamassa ja jopa vaarallinen – juuri valmistunut peruskorjaus maksoi 2 800 euroa neliöltä

    4. 4

      Suorakulmaisen jäävuoren mysteeri selvisi Etelämantereella

    5. 5

      Ilta-Sanomat: Näyttelijä Aku Hirviniemi sai syytteen kahdesta seksuaalisesta ahdistelusta

    6. 6

      Valkoisen talon lehdistö­sihteeri levitti ilmeisesti peukaloitua videota, jossa CNN:n toimittaja näyttää läimäyttävän avustajaa – ”Olemme ylittäneet uuden rajan”

    7. 7

      Puurokattila liedellä kertoi, että asunnosta oli lähdetty vauhdilla – Sina Varheen tytär katosi, ja seuraavien kuukausien jäljet seuraavat äitiä läpi elämän

      Tilaajille
    8. 8

      Syvällä Lapin erämaassa kulkee natsi-Saksan viimeinen puolustuslinja, ja nyt sieltä löytyi salaperäinen vankileiri

      Tilaajille
    9. 9

      Helsingissä kuultiin ”Islannin ihmeestä”: Nuorten juominen, tupakointi ja huumeiden­käyttö laskivat dramaattisesti, koska vanhempien asenteet ja käytös muuttuivat

    10. 10

      Ihmisten ja hiirten aivoista löytyi suolisto­bakteereita – ”Tämä on tajunnan­räjäyttävää”, kommentoi neuro­tieteilijä

    11. Näytä lisää