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

      Onko kuvassa näkemäsi nainen nuori vai vanha? Yksi kuuluisimmista illuusioista on elänyt vuodesta 1915 internetin keskustelupalstoille — Nyt tutkijat selvittivät sata vuotta vanhan kuvan ”jujun”

    2. 2

      Taksikuski tuijotti vaihdekeppiä, ajoi madellen ja vaati maksua käteisellä Helsingin keskustassa – Teippihuijaus paljastui, kun Inari Suomela valitti sekavasta kyydistä taksiyhtiöön

    3. 3

      ”Hän ei lopeta koskaan” – Tällainen mies on rahalla, viinalla ja nuuskalla lapsia Helsingin keskustassa houkutellut sarjahyväksikäyttäjä

      Tilaajille
    4. 4

      Friteerattuun kanaan erikoistunut pikaruokaketju Kentucky Fried Chicken tulee Suomeen

    5. 5

      Love Island Suomi lätsähti täydelliseksi pannukakuksi teknisten ongelmien takia – Sub-kanavan suuren tosi-tv-satsauksen tilalla näytettiin Simpsoneita

    6. 6

      ”Amerikan isäpappa” Bill Cosby tuomittiin rikoksesta, josta hän näytti pitkään selviävän rangaistuksetta – #metoo-keskustelu vaikutti todennäköisesti siihen, että syytökset otettiin nyt vakavasti

    7. 7

      Kyllä, Lily Allen tilasi naisprostituoidun ja harrasti seksiä Liam Gallagherin kanssa – mutta hänen muistelmissaan on kyse paljon isommista asioista

    8. 8

      Trump jakoi YK-puheessa maailman Yhdysvaltojen ystäviin ja hyväksikäyttäjiin – video näyttää, kuinka kuulijat nauroivat presidentin väitteelle hänen hallituksensa saavutuksista

    9. 9

      Häräntappoaseen kirjoitti 17-vuotias tyttö – sellaista ei tänä päivänä nähtäisi, eikä nähdä

    10. 10

      Sukupuoli-identiteetillä ei pidä vitsailla

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Onko kuvassa näkemäsi nainen nuori vai vanha? Yksi kuuluisimmista illuusioista on elänyt vuodesta 1915 internetin keskustelupalstoille — Nyt tutkijat selvittivät sata vuotta vanhan kuvan ”jujun”

    2. 2

      Taksikuski tuijotti vaihdekeppiä, ajoi madellen ja vaati maksua käteisellä Helsingin keskustassa – Teippihuijaus paljastui, kun Inari Suomela valitti sekavasta kyydistä taksiyhtiöön

    3. 3

      Harvinainen geneettinen ”lottovoitto” venytti Shawn Bradleyn 229-senttiseksi – sen pidemmäksi ei terve ihminen juuri kasva

    4. 4

      Friteerattuun kanaan erikoistunut pikaruokaketju Kentucky Fried Chicken tulee Suomeen

    5. 5

      OP aloittaa kuuttatuhatta työntekijää koskevat yt-neuvottelut – Tarkoitus ei ole päästä säästöihin irtisanomisilla, vakuuttaa pääjohtaja Ritakallio

    6. 6

      Työttömät kantavat metsässä puita ilman palkkaa, mutta onko siitä ihmelääkkeeksi Suomen ongelmiin? ”Hyödyllisiä töitä, joita kukaan ei muuten tekisi”

      Tilaajille
    7. 7

      Isä jää varjoon, kun lapsi valitsee äidin – Suosikki­asetelmalle on luonnolliset syynsä, ja näin se puretaan

      Tilaajille
    8. 8

      Kyllä, Lily Allen tilasi naisprostituoidun ja harrasti seksiä Liam Gallagherin kanssa – mutta hänen muistelmissaan on kyse paljon isommista asioista

    9. 9

      Häräntappoaseen kirjoitti 17-vuotias tyttö – sellaista ei tänä päivänä nähtäisi, eikä nähdä

    10. 10

      Vaihtokuvat näyttävät, kuinka venäläisen liikemiehen ja Airiston Helmen hankkimat alueet ovat muuttuneet vuosien saatossa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Köyhien lasten hätä alkoi näkyä, kun toimeentulotuki siirtyi Kelan hoitoon – ”Tapaan lapsia, jotka ovat silmät pyöreinä, kun vien heille juustoa tai jogurttia”

    2. 2

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

    3. 3

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

      Tilaajille
    4. 4

      Krp ottanut kiinni kolmannen henkilön Turun seudun laajoissa kotietsinnöissä – ”Etsinnät sujuneet suunnitelmien mukaan”

    5. 5

      Sotilaslähde HS:lle: Airiston Helmi ollut vuosia Puolustus­voimien ja Supon tarkkailussa – ”Ne hankkivat strategisia kohteita ja me olemme hölmöjä, kun olemme myyneet”

    6. 6

      Työelämä on ajautunut aivot turruttavaksi silpuksi, mikä ajaa kolmekymppiset työkyvyttömyyteen – Aivotutkijoiden ratkaisu on uusi työaika, ja näin se toimii

      Tilaajille
    7. 7

      Markku hakee Viipurista bensaa, seksiä ja puolisolle kukkia – Yhä useampi itärajan mies tuo myös hiv:n, mutta testeihin Markku ei mene

      Tilaajille
    8. 8

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

    9. 9

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

    10. 10

      ”Hän ei lopeta koskaan” – Tällainen mies on rahalla, viinalla ja nuuskalla lapsia Helsingin keskustassa houkutellut sarjahyväksikäyttäjä

      Tilaajille
    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Tunti sitten
    2. ”Amerikan isäpappa” Bill Cosby tuomittiin rikoksesta, josta hän näytti pitkään selviävän rangaistuksetta – #metoo-keskustelu vaikutti todennäköisesti siihen, että syytökset otettiin nyt vakavasti
    3. 2 tuntia sitten
    4. Pelko Malediivien syöksymisestä kriisiin väheni, kun itsevaltainen presidentti myönsi vaalitappionsa – yllätystulos voi kääntää paratiisisaarten katseen Kiinasta länteen
    5. Presidentti Niinistö vastasi YK-puheessaan Trumpille mainitsematta häntä nimeltä: Kansainvälinen yhteistyö on ”paineen alla”
    6. Love Island Suomi lätsähti täydelliseksi pannukakuksi teknisten ongelmien takia – Sub-kanavan suuren tosi-tv-satsauksen tilalla näytettiin Simpsoneita
    7. Airiston Helmi on ollut puolustusministeriön syynissä 2010-luvulla – mitään hälyttävää ei löytynyt
    8. Jokereille toinen peräkkäinen tappio ja ikävä takaisku – kapteeni Peter Regin loukkaantui
    9. Molemmat talousrikoksista epäillyt miehet vangittiin – Tämä tiedetään nyt saariston laajasta poliisi­operaatiosta
    10. Bill Cosby sai vähintään kolme vuotta vankeutta – tuomari nimesi hänet vaaralliseksi seksuaali­rikolliseksi
    11. Ranskan ex-pääministeri Manuel Valls loikkaa Espanjan politiikkaan pyrkimällä Barcelonan pormestariksi – lupasi jättää Ranskan pysyvästi
    12. Britannian työväenpuolue otti uuden ärhäkän brexit-linjan: Ovi pidettävä auki uudelle EU-kansanäänestykselle
    13. Näytä lisää