Kansainvälinen Heliosfäärivuosi alkoi

Aurinko vaikuttaa maapalloon
20 Helmikuu 2007

Tänä vuonna alkava kansainvälinen polaarivuosi on suurin koskaan toteutettu kansainvälinen tutkimushanke. Sen alaisuudessa järjestetään myös kansainvälinen Heliosfäärivuosi, joka keskittyy tarkastelemaan etenkin napa-alueilla näkyviä avaruussääilmiöitä sekä laajemmin Auringon vaikutusta aurinkokuntaan. Heliosfäärivuoden tapahtumat käynnistettiin maanantaina Wienissä, Itävallassa, pidetyssä seremoniassa, joka oli Yhdistyneiden kansakuntien tiede- ja teknologialakomitean istunnon yhteydessä

Auringosta virtaa koko ajan ympäröivään avaruuteen varattujen alkeishiukkasten vuo, aurinkotuuli, joka sulkee koko aurinkokunnan sisäänsä. Aurinkotuuli vuorovaikuttaa kaikkien planeettojen kanssa ja erityisen kiinnostavasti planeettojen, joilla on voimakas magneettikenttä suojanaan. Maan magneettikenttä on varsin voimakas, joten se auraa aurinkotuuleen Maan ympärille suojaisan tilan; suurin osa aurinkotuulesta väistää siksi maapalloa, mutta osa Auringon hiukkasista löytää tiensä alas planeettamme luokse. Magneettikentän voimaviivat johtavat navoille, mistä osoituksena tästä ovat revontulet, joita nähdään normaalisti vain napaseutuja ympäröivillä alueilla.

Aurinkotuulen voimakkuus vaihtelee Auringon aktiivisuuden mukaan, joten tuulen nopeus ja siinä olevien hiukkasten määrä vaihtelee. Aurinkotuuli muistuttaa siten maanpäällisiä tuulia, joten ympäröivässä avaruudessa vallitsevaa sähkömagneettista tilaa kutsutaan avaruussääksi. Lähiavaruuden sähkömagneettinen aktiivisuus vaikuttaa myös Maan päällä: magneettiset myrskyt mm. häiritsevät radioliikennettä, kiihdyttävät ruostumista pitkissä kaasu- ja öljyputkissa, voivat saada aikaan häiriöitä sähköverkoissa, saattavat rikkoa satelliitteja ja tehdä satelliittipaikannuslaitteisiin epätarkkuutta.

Revontulia Kanadan päällä

Kansainvälisen heliosfäärivuoden kytkeminen polaarivuoteen on loogista, koska suurin osa avaruussääilmiöistä on parhaiten tutkittavissa napa-alueilla. Vuoden aikana tehdään runsaasti erilaisia havaintoja ennen kaikkea ilmastosta, jäätilanteesta ja meristä, mutta myös lähiavaruudesta. Ja jotta tietoja saadaan sekä eteläiseltä että pohjoiselta pallonpuolelta kummankin kesä- ja talviaikaan, venyy "vuosi" käytännössä kahdeksi vuodeksi. Polaarivuotta ja heliosfäärivuotta vietetäänkin siten virallisesti vuoteen 2009 saakka.

Tähän mennessä tutkijat ovat olleet pääasiassa kiinnostuneita siitä, miten Aurinko vaikuttaa aurinkotuulen välityksellä Maahan, mutta nyt kuvaa laajennetaan myös muihin planeettoihin. Esimerkiksi Venuksessa aurinkotuuli osuu lähes suoraan planeettaa ympäröivään kaasukehään ja vie mukanaan kaasua avaruuteen. Kuussa hiukkaset törmäävät lähes suoraan sen rokonarpiseen pintaan. Jupiterin ja Saturnuksen napaseuduilta on havaittu revontulia. Avaruussää vaikuttaa joka puolella aurinkokunnassa.

"Viisikymmentä vuotta sitten ollut Kansainvälinen Geofysiikan vuosi oli avaruusajan alku, pystyimme silloin ensimmäistä kertaa näkemään Maan avaruudesta", sanoo Hermann Opgenoorth, ESAn aurinkokuntalentojen osaston johtaja. "Nyt olemme periaatteessa samassa tilanteessa koko aurinkokunnan suhteen, sillä voimme tutkia sitä nyt kokonaisuutena."

SOHO spacecraft artist's impression
Aurinkoa jatkuvasti havaitseva SOHO-satelliitti

"Euroopan avaruusjärjestön Aurinkoa ja sen vaikutuksia tutkivat luotaimet – etenkin SOHO, Ulysses ja Cluster – ovat olennaisessa osassa, kun kyse on avaruudesta tehtävistä havainnoista", jatkaa ESAn Ulysses-lennon johtaja ja projektitutkija Richard Marsden. SOHO tarkkailee asemapaikaltaan Maan ja Auringon välissä jatkuvasti Auringon pintaa ja lähiavaruutta, ja pystyy havaitsemaan suuret aurinkopurkaukset, jotka syöksevät avaruuteen suuren määrän sähköisesti varattua kaasua, plasmaa.

Toisinaan purkaukset osuvat kohti maapalloa, ja silloin Maata kiertävät Cluster-satelliitit pystyvät havaitsemaan miten aurinkomyrsky vaivaa maapallon magneettikenttää ja kuinka plasma sekä varatut hiukkaset imeytyvät myös alemmaksi kohti planeettaamme. Cluster on neljän satelliitin rypäs, joka lentää muodostelmassa maapallon ympärillä ja pystyy tekemään mittauksia avaruuden sähkömagneettisista ilmiöistä kolmiulotteisesti.

SOHO on ennättänyt yli kymmenen vuotta kestäneen havaintokautensa aikana mullistamaan aurinkofysiikan ja kuvamme siitä, miten Aurinko toimii. Cluster puolestaan tehnyt mittauksia, joiden perusteella tunnemme paremmin Maata ympäröivän magneettisen suojan, magnetopaussin, olemuksen sekä sen, miten revontulet syntyvät.

Ulysses and the heliosphere
Ulysses tutkii Auringon monimutkaista magneettikenttää

ESAn ja NASAn yhteinen Ulysses-luotain on ollut avaruudessa jo lähes 20 vuotta. Se on parhaillaan Auringon etelänavan alapuolella ja saa pian päätökseen kolmannen kierroksensa Auringon ympärillä. Luotain kiertää keskustähteämme planeettojen ratatasoon nähden lähes 90° kulmassa siten, että sen rata kulkee Auringon Maahan näkymättömien napa-alueiden päältä. Ulysses on ennättänyt tekemään mittauksia on lähes kokonaisesta Auringon magneettisesta syklistä, joka on kaksi kertaa sen 11-vuotinen aktiivisuussykli.

Eivät vain nämä Aurinkoa ja sen suoria vaikutuksia tutkivat luotaimet ole mukana kansainvälisen heliosfäärivuoden havaintoverkossa, vaan myös ESAn plasmamittalaitteet muissa avaruusaluksissa tuovat mukaan havaintoja. Marsia kiertävä Mars Express, Venusta tutkiva Venus Express ja yhdessä NASAn kanssa tehty Cassini-luotain Saturnuksessa tekevät mittauksia aurinkotuulesta sekä siitä miten se vaikuttaa näihin planeettoihin. "Tämä on ensimmäinen kerta historiassa, kun käytössämme on yhtä laaja havaintoverkko lähes koko aurinkokunnan alueella", iloitsee Hermann Opgenoorth.

Cluster satellites
Cluster-nelikko tutkii aurinkotuulen vaikutuksia lähiavaruuteen

"Paitsi että kansainvälinen heliosfäärivuosi innostaa uudenlaisiin kansainvälisiin tutkimushankkeisiin, on vuoden tarkoituksena kertoa laajemmin ihmisille Auringon vaikutuksista maapalloon", selittää Marsden. Erityisesti näin tapahtuu tulevan kesäkuun 10. päivänä, jolloin 27 tutkimuslaitosta avaa ovensa suurelle yleisölle ja kutsuu ihmisiä tutustumaan toimintaansa sekä Auringon vaikutuksiin. Tutkimuslaitoksista 24 sijaitsee ympäri Euroopan, kaksi Intiassa ja yksi Meksikossa. Lista tutkimuslaitoksista on täällä; Suomesta ei toistaiseksi ole laitoksia mukana, mutta lista täydentyy koko ajan.

"Kun normaalisti puhe kääntyy tähtitieteeseen, varmaankin vain viisi prosenttia ihmisistä tulee ajatelleeksi Auringon ja Maan välistä yhteyttä", toteaa Pariisin observatoriossa Meudonissa työskentelevä tutkija Carine Briand, joka toimii myös kansainvälisen heliosfäärivuoden Euroopan koordinointikomitean varapuheenjohtajana. Helsingissä helmikuun alussa Cafe Scientifique -illassa esitelmöinyt Briand painottaa kuinka läheisessä suhteessa Aurinko ja Maa ovat, ja miten vähän vuorovaikutuksen yksityiskohdista tiedetään. "Aurinko ei ole vain taivaalla oleva kirkas valopallo, vaan elämme sen kanssa ja olemme siitä suoraan riippuvaisia. Tämän ymmärtämiseksi heliosfäärivuosi on erittäin tärkeä!"

Kirsti Kauristie kertoo ICESTAR-hankkeesta

Kansainvälinen heliosfäärivuosi pitää sisällään 29 laajaa tutkimusohjelmaa, joista yhtä, johtaa Ilmatieteen laitoksen tutkija Kirsti Kauristie. "Heliosfäärin vaikutus Maan lähiavaruudessa" - hankkeeseen osallistuu tutkijoita 22 eri maasta. Sen käynnistämiskokous järjestettiin Ilmatieteen laitoksessa 5.-9. helmikuuta 2007.

Heliosfäärivuoden tutkimukset nivotaan edelleen yhteen laajempaan maailmanlaajuiseen ILWS-ohjelmaan (International Living With a Star), missä tutkitaan vuosikymmenen ajan Maan ja Auringon välistä yhteyttä. Tämän yhteistyön puitteissa on juuri käynnistetty kartoitus siitä, miten ESAn omalla puolellaan suunnittelema Aurinkoa lähietäisyydeltä tutkivaksi aiottu luotain ja NASAn vastaava projekti voitaisiin yhdistää. Mikäli näin käy, voitaisiin yhteensopivin usein luotaimin tutkia ja tarkkailla avaruussäätä eri puolilla aurinkokuntaa jatkuvasti.

Lisätietoa:

Hermann Opgenoorth, Aurinkokuntalentojen osaston päällikkö, ESA
Sähköposti: hermann.opgenoorth @ esa.int

Bernhard Fleck, ESAn SOHO-päätutkija
Sähköposti: bfleck @ esa.nascom.nasa.gov

Kirsti Kauristie, Erikoistutkija, Ilmatieteen laitos
Sähköposti: kirsti.kauristie @ fmi.fi
Puhelin: (09) 1929 4637

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.