Kysymyksiä meteoreista

Meteoriitteihin liittyviin kysymyksiin on vastattu myös aikaisemmin artikkelissa

http://tu-ukk.blogspot.fi/2015/12/kysymyksia-meteoriiteista.html

Aloittelevan meteoriharrastajan parasta aikaa on elokuussa
näkyvät perseidit. Parvi on suhteellisen runsas ja olosuhteet
eivät ole liian epämukavia. Kuva  © Kari A. Kuure.

K: Milloin voisi nähdä meteoreja?

V: Meteoreja[1] voi nähdä jokaisena selkeänä yönä, tosin harvakseltaan. Maapallon vuoden kierrossa on kuitenkin aikoja, jolloin meteoreja voidaan nähdä runsaammin. Silloin yleensä puhutaan meteoriparvista ja parven ollessa joskus hyvin runsas, meteorisateesta. Joistakin meteoriparvista on aiheutunut niin runsaasti meteoreja, että niitä on kuvattu meteorimyrskyiksi.

Meteoreja voi siis nähdä milloin vain, sillä avaruudessa olevia kiviä on satunnaisilla Aurinkoa kiertävillä radoilla suhteellisen runsaasti. Luonnollisesti meteorin nähdäkseen, sään täytyy olla selkeä ja taivaan pimeä. Joskus kuitenkin maapallon ilmakehään tunkeutuvat kappale on sen verran kookas, että sen aiheuttama valoilmiö on mahdollista nähdä kirkkaassa päivänvalossa tai kajastuksena pilvipeitteen läpi. Kirkkaista meteoreista käytetään nimitystä ”tulipallo”.

Meteoriparvia esiintyy vuosittain muutamia kymmeniä. Suomessa on mahdollista tehdä havaintoja 27 parvesta, joskin osa niistä on hyvin heikkoja ja osa esiintyy vain kesäaikana, jolloin niiden näkeminen on käytännössä mahdotonta.

Huomautukset

[1] Meteori on ilmakehässä näkyvä valoilmiö, jonka aiheuttaa avaruudesta maapallon ilmakehään syöksyvä kivi. Pieni osa avaruudesta tulevista kappaleista on koostumukseltaan rauta-nikkeliseosta tai sekä kiveä, että rata-nikkeliseosta sisältäviä. Aikaisemmin tällaisesta valoilmiöstä käytettiin nimitystä ”tähdenlento” mutta virheellisenä siitä pitäisi luopua.

K: Mitkä ovat runsaimmat meteoriparvet ja milloin niitä voi nähdä?

V: Meteoriparvista muutamat ovat sellaisia, joita voi suositella maallikoillekin havaintokohteeksi. Tällaisia parvia ovat (ainakin):

Parvi	aktiivisuus	maksimi	tähdistö	ZHR (runsaus)
kvadrantidit	1.–5.1.	3.–4.1.	Karhunvartija	30–40 (joskus 120)
lyridit	19.–25.4.	22.4.	Herkules	10–20
perseidit	25.7.–20.8.	12.8.	Perseus	40–50 (joskus 150)
leonidit	6.–30.11.	16.–17.11.	Leijona	15 (joskus hyvin runsas)
geminidit	7.–15.12.	14.12.	Kaksoset	40–50 (joskus 160)

K: Kuinka meteoreja voisi havaita?

V: Meteorien havaitsemiseen ei tarvita mitään havaintovälineitä, omat silmät ovat parhaat havaintovälineet. Havaintopaikaksi pitäisi valita paikka, jossa ei ole valosaastetta. Tällaisia paikkoja löytyy lähinnä maaseudulta, jossa ei ole kirkasta katuvalaistusta tai voimakkaita valonheittäjiä lähellä. 

Meteoreja näkyy kaikissa ilmansuunnissa, mutta jonkinlainen käsitys meteorien tulosuunnasta olisi hyvä olla. Tulosuunta on kerrottu yllä olevassa taulukossa sarakkeessa ”tähdistö”. Jos tähtitaivaan tähdistöä ei tunne, niin silloin on järkevää hankkia jonkinlainen ajankohtaan sopiva tähtikartta, joka kertoo tähdistöjen ilmansuunnat kyseisenä ajankohtana.

Meteoriparvet esiintyvät yleensä viileänä tai kylmänä vuodenaikana. Jopa elokuussa esiintyvän perseidien aikaan on syytä pukeutua lämpimästi. Lisäksi termokseen pakattu lämmin juoma helpottaa oloa yön viileydessä.

Runsaimmin meteoreja voi nähdä keskitaivaalta. Havaintoasento seisten on kuitenkin epämukava, joten meteoriretkelle on hyvä syy varustautua aurinkotuolilla ja makuupussilla. Sitten vain asetutaan makuupussiin ja otetaan mukava asento aurinkotuolissa ja yritetään olla nukahtamatta parin kolmen tunnin havaintotuokion aikana.

Jos olet ensikertalainen, niin yllä kerrottu riittää sinulle jännittäväksi kokemukseksi meteoribongaajana. Jos olet jo ensimmäiset meteoriparvesi nähnyt, voit ryhtyä havaitsemaan niitä toden teolla. Tällöin tehdään muistiinpanoja esimerkiksi ”tukkimiehen kirjanpitoa” käyttäen varttitunnin jaksoissa. Ursan Taivaanvahti ottaa vastaan havaintoilmoituksia kaikenlaisista havainnoista.

K: Kuinka meteoreja valokuvataan?

V: Meteorien valokuvaaminen ei ole niin helppoa kuin voisi kuvitella. Meteori näkyy taivaalla yleensä 0,5–1 sekunnin ajan, joten tavalliseen tapaan valokuvaaminen ei onnistu. Kuvaamisessa täytyy käyttää aikavalotusta ja valotuksen pitää olla menossa silloin, kun meteori tavaalla vilahtaa.

Kamerassa on oltava ehdottomasti käsisäätömahdollisuus. Kaikissa digitaalisissa järjestelmäkameroissa näin onkin, mutta manuaalisäätöjä löytyy myös monista puolijärjestelmistä tai tavallisista digipokkareista. Kännykkäkameroilla meteoreja ei voi kuvata!

Digijärkkäreissä pitäisi olla mahdollisimman laajakulmainen objektiivi. Niitä ei yleensä ole kuin tähtivalokuvauksen harrastajilla, joten yleensä on tultava toimeen vakio-objektiivilla. Meteorisaalis normaaliobjektiiveilla on kuitenkin vähäisempi kuin laajakulmaa käyttävillä.

Tarkennus on tärkein asia, johon tulisi kiinnittää suurta huomiota ja tehdä se oikein. Automaattitarkennus ei toimi, vaan sitä käytettäessä tähtien kuvat ovat pyöreitä renkaita. Tarkennus on tehtävä käsin ja tarkistettava testikuvien avulla. Välttämättä kameran tft-näyttö ei kerro kuvan lopullista tarkkuutta, vaan järkevintä olisi tarkistaa kuva vaikkapa kannettavan tietokoneen ruudulta. Onneksi monet järkkärit voidaan liittää tietokoneeseen usb-kaapelilla tai wifi-yhteydellä. 

Oikean tarkennuksen löydyttyä, se voidaan varmistaa teippaamalla tarkennuspyörä vaikkapa maalarin teipillä liikkumattomaksi. Kuvauksen kuluessa tarkennus olisi tarkistettava vaikkapa puolen tunnin välein.

Toinen tärkeä asia on objektiivissa käytetty aukko. Yleensä se valitaan suurimmaksi mahdolliseksi ja siitä himmennetään puoli askelta. Aukon säädön voi myös teipata liikkumattomaksi.

Kuvauksen aikana objektiivin ulkopintaan (linssiin) voi tiivistyä kosteutta. Sen ehkäisemiseen voidaan käyttää sähköistä objektiivin lämmitintä, joita myydään yleensä kaukoputkia myyvissä liikkeissä. Objektiivin lämmitin tarvitsee tietysti oman virtalähteen, yleensä akun käyttövoimakseen.

Kameran herkkyys vaikuttaa siihen, kuinka himmeitä meteoreja kuvaan tulee näkyville. Yleensä herkkyys säädetään niin suureksi kuin kohina antaa myöten. Mitä suurempaa herkkyyttä käytetään, sitä enemmän kuvassa on näkyvää kohinaa. On sitten kuvaajan oma valinta, milloin kohina on sietämätöntä ja mitä herkkyyttä käytetään. Nykyaikaisilla kameroilla on mahdollista käyttää ISO 1600 – 3200 ja joillakin merkeillä tätäkin suurempia herkkyyksiä.

Valotusaika määräytyy taustataivaan tummuuden mukaan. Jos kuvataan pimeässä tai taustataivas ei ole kirkas, valotusaika voi olla 30 – 60 sekuntia. Perseidien meteoriparvi kuitenkin esiintyy loppukesästä, jolloin taivas ei ole täysin pimeä. Tällöin joudutaan yleensä käyttämään huomattavasti lyhyempiä valotusaikoja, jopa vain 10 sekuntia.

Lankalaukaisin on välttämätön apuväline, mutta vielä parempi olisi käyttää sekvenssivalotuksen mahdollistavaa ohjainlaitetta. Näitä on saatavissa kaikkiin kameramerkkeihin muutamalla kympillä, jos tyytyy kiinalaisvalmisteisiin laitteisiin. Kuvia otetaan siis niin paljon kuin muutamassa tunnissa ehtii ottaa. Kuvien välillä ei pidetä taukoja yhtään sen pitempään kuin mitä valotusten väliin vaatii.

Vielä tarvitaan varuste, jota ilman ei tulla toimeen. Tarvike on kamerajalusta. Mikä tahansa jalusta on parempi kuin ei jalustaa lainkaan, mutta mitä tukevammasta laitteesta on kysymys, sen parempi.

Kokemus kertoo, että on myös hyvä varustautua täyteen ladatuilla vara-akuilla (mieluummin useammilla) ja muistikorteilla. Akut hyytyvät nopeasti kylmässä ja yön kuvasaalis etenkin lyhyillä valotusajoilla tulee hyvin suureksi, usein jopa moniin tuhansiin kuviin. Virtapakki voi olla myös käyttökelpoinen ja monet kamerat mahdollistavat sen käytön kuvausten aikana.

Kysymyksiä meteoriiteista

K: Mitä tarkoittavat termit meteoroidi, meteori ja meteoriitti?

Bolidi on kirkas meteori.
Kuva Wikimedia Commons.

V: Nämä kolme termiä niiden samankaltaisuudesta huolimatta tarkoittavat täysin eri asioita, joita ei pitäisi sekoittaa toisiinsa.

Meteoroidi on avaruudessa Aurinkoa kiertävällä radalla oleva kappale kiveä tai metalleja. Ne ovat alkuperältään eri laisia, jotkin kappaleet ovat peräisin pääasteroidivyöhykkeeltä ja toiset kappaleet ovat peräisin komeetoista.

Meteori on ilmakehässä näkyvä valoilmiö, jolla on kestoa alle sekunnista muutamaan sekuntiin, joskus jopa puolisen minuuttia, silloin kun on hyvin isosta ilmakehään tulleesta kappaleesta. Meteori-valoilmiö aiheutuu avaruudesta ilmakehään putoavasta meteoroidista, jonka yliäänennopeuden vaikutuksesta kappaleen etupuolelle syntyy ilman kompressiosta johtuvat paineaalto ja jättöpuolelle tyhjiö. Kompressoituneen ilman lämpötila kohoaa muutamaan tuhanteen asteeseen, jolloin ilma alkaa hehkua, sitä kirkkaammin mitä suuremmalla vauhdilla avaruudesta tuleva kappale etenee.

Meteori alkaa loistaa, kun putoava kappale on noin 120 km korkeudessa. Jos kappale on kooltaan riittävän suuri, se voi selvitä jopa 40 km korkeuteen, jossa korkeudessa kivimeteoroidit pirstoutuvat. Pirstoutuneet kappaleet putoavat yleensä vapaan putoamisliikkeen nopeudella maanpinnalle.

Tyypillinen kondriitti kivimeteoriitti Marilia
putosi Brasiliaan vuonna 1971.
Kuva Wikimedia Commons.

Meteoriitti on avaruudesta maanpinnalle asti pudonnut kappale. Tavallisesti ne ovat kiviä, mutta joskus ne ovat metallia (rautaa ja nikkeliä) ja joskus, hyvin harvoin, ne ovat sekä kiveä, että metalleja. Meteoriitissa on usein näkyvissä ilmakehässä putoamisen aikana sulanut tumma tai lähes musta lasimainen kuori, jossa saattaa olla sulamisjuosteita. Kuori onkin usein se ainoa tuntomerkki, jonka perusteella kiven voi tunnistaa meteoriksi maapallon kiviin verrattuna.

Metallista koostuva meteoriitti sulaa myös ulkokuoreltaan. Tällöin meteoriitin pinta on tumman värin lisäksi kuoppainen, mikä usein helpottaa meteoriitiksi tunnistamista.

K: Kuinka paljon meteoriitit painavat?

Rautameteoriitti Hoba Namibiassa on toistaiseksi
suurin tunnettu yksittäinen meteoriitti.
Kuva Wikimedia Commons.

V: Maahan pudonneiden meteoriittien massa (paino) vaihtelee hyvin paljon. Pienimmät mikrometeoriitit ovat vain tuhannesosa gramman massaisia. Suurimmat maasta löydetyt kappaleet ovat olleet kymmenien tonnien massaisia. Suurin koskaan löydetty yksittäinen meteoriitti on Namibiaan pudonnut Hoba-meteoriitti, jonka massa oli yli 60 tonnia. Suomen massiivisin meteoriitti on Bjurbölen meteoriitti, joka putosi 12.3.1899 lähelle Porvoota. Massaa tällä kivellä oli 328 kg.

K: Kuinka suurella nopeudella meteorodit kohtaavat maapallon?

V: Meteoroidien kohtaamisnopeus maapallon kanssa riippuu siitä millaisella radalla ne kiertävät Aurinkoa. Jos meteoroidi kiertää Aurinkoa suunnilleen samanlaisella radalla kuin maapallo ja vielä kiertosuunta on sama, kohtaamisnopeus on hyvin pieni. Tällöin putoamisnopeus saavuttaa juuri ennen ilmakehään tunkeutumista nopeuden 11,2 km/s.

Esquel pallasiitti meteoriitti on muodostunut
rauta-nikkeliseoksesta ja oliviini-kiteistä.
Kuva Wikimedia Commons.

Leonidien meteoriparveen kuuluvien meteoroidien liikesuunta on kutakuinkin maapallon liikesuunnan vastainen. Tällöin avaruudesta saapuva kappale syöksyy ilmakehään hyvin suurella, jopa 72 km/s nopeudella. Yleensä meteoridien kohtaamisnopeudet asettuvat näiden kahden ääriarvon väliin.

Ilmakehässä meteoroidin vauhti hidastuu nopeasti, kuten edellä kerrottiin. Vain suurikokoisten kappaleiden vauhti ei hidastu kovinkaan merkittävästi ilmakehän läpäisyn aikana ja ne törmäävät maanpinnalle lähes kohtaamisnopeudella. Tällöin törmäyskohtaan syntyy törmäyskraatteri ja itse kappale voi höyrystyä kokonaan. 

 

Joskus rautameteoroidi voi pirstoutua ilmakehässä ja nämä pienemmät kappaleet voivat synnyttää omat kraatterinsa maanpintaa törmätessään. Näin on käynyt esimerkiksi Kaalijävellä (Saarenmaa, Viro), jossa noin 100 m kokoisen pääkraatterin lisäksi syntyi useita kymmeniä pieniä kraattereita tai putoamiskuoppia. Nykyisin ainoastaa pääkraatteri on säilynyt.

K: Onko Suomeen törmännyt isoja kappaleita?

Tyypillisen rautameteoriitin tunnistaa tummasta väristä ja
pinnassa olevista kuopista. Lisäksi magneettilla sen yleensä
tunnistaa metalliksi. Kuva Wikimedia Commons.

V: Suomesta tunnetaan tällä hetkellä kaksitoista [1] törmäyskraatteria. Ne kaikki ovat syntyneet jo miljoonia vuosia sitten ja sääolosuhteet ovat muuttaneet niiden ulkonäköä niin paljon, että kraattereiden tunnistaminen ilman tarkkoja geologisia tutkimuksia on mahdotonta. Iskemäkraatterit tunnistetaan yleensä kiviin syntyneistä pirstekartioista, jollaisia ei muutoin synny.

Suomesta on mahdollista löytää useita aikaisemmin tunnistamattomia kraattereita, sillä vasta noin puolet maamme pinta-alasta on tutkittu kraattereita etsien. Esimerkiksi Lappi on lähes tutkimatonta aluetta ja sieltä luulisi löytyvän useita uusia kraattereita. Suomessa kraattereihin syntyy yleensä järviä tai soita, joten kraatterin tunnistaminen kraatteriksi on vaikeaa. Lisäksi Pohjois-Euroopan säännöllisesti syntyvät jäätiköt (jääkaudet) hävittävät kraatterien reunavalleja tai ainakin mataloittavat niitä.

Suomen törmäyskraatterit löytöjärjestyksessä:

Lähde Wikipedia.

Huomautukset

[1] uusin kraatterilöytö on Summasjärvi (Summanen) Saarijärvellä (Keski-Suomi). Löytö julkistettiin 25.6.2018 Meteoritics and Planetarys Science -tiedejulkaisussa. Löytöön johtaneet ensimmäiseet havainnot teki Jouko Vanne (Geologian tutkimuskeskus) 2000-luvun alussa matalalla lennetyllä lentokoneella suoritettujen magneettisten mittausten avulla. Varsinaisen löydön tekivät Jüri Plado, Satu Hietala, Timmu Kreitsmann, Jouni Lerssi, Jari Nenenonen ja Lauri j. Pesonen.