maanantai 22. marraskuuta 2021

Kuu kun Ursa syntyi


Ursa on tämän vuoden juhlinut satavuotista taivaltaan tähtitiedon lähettiläänä. Tarkka syntymäpäivä oli 2.11.1921, jolloin Ursan perustamiskokous pidettiin. Epävirallisesti Ursan puuhamiehet olivat tosin kokoontuneet jo neljän vuoden ajan.

Ernst Bonsdorff vuinna 1932.
Kuva: Wikipedia / Public domain.

Alusta lähtien Ursan tärkeimpiä tehtäviä on ollut tarjota ihmisille ”kansantajuinen esitys taivaankappalten liikkeistä ja olemuksesta sekä harrastuksen herättäminen taivaalla esiintyvien ilmiöiden havaitsemiseen”, kuten matemaatikko, professori Ernst Jakob Waldemar Bonsdorff (1842–1936; Ursan ensimmäinen kunniajäsen v. 1924) kirjoitti vuonna 1926 julkaistussa Ursan ensimmäisessä kirjassa Tähtitiedettä harrastajille (s. 7).1 Ursalaiset ovat varmasti saaneet jo tuolloin yrittää tehdä selkoa myös yötaivaan näkyvimmästä kohteesta, Kuusta. Mutta millainen oli 1920-luvun ymmärrys Kuusta ja erityisesti sen tärkeimmistä pinnanmuodoista?

Tähtitiedettä vai geologiaa?

Etenkin kosmologisessa mittakaavassa käsitys universumistamme, jota Ursa 1920-luvun alussa ansiokkaasti elokuvienkin avulla kansantajuisti, poikkesi melkoisesti nykyisestä. Galaksien olemuksesta kiisteltiin edelleen kiivaasti, sillä Harlow Shapleyn (1885–1972) ja Heber Doust Curtisin (1872–1942) välinen suuri väittely galakseista ja maailmankaikkeuden koosta oli käyty vasta puolitoista vuotta ennen Ursan perustamiskokousta. Varmaa käsitystä asiasta ei tuolloin ollut, sillä Edwin Powell Hubble (1889–1953) ei ollut vielä osoittanut, etteivät galaksit ole töhryjä Linnunradassa vaan omia, Linnunradan kaltaisia satojen miljardien tähtien järjestelmiään, jotka etääntyvät sitä nopeammin mitä kauempana ne sijaitsevat. Niinpä myöskään varsinaisesta alkuräjähdysteoriasta ei Ursan syntyessä ollut vielä tietoakaan, vaikka Vesto Melvin Slipher (1875–1969) olikin mitannut galaksien punasiirtymiä jo edellisellä vuosikymmenellä.

William Pickering. Kuva: Library of
Congress / Public domain.
 
Kuun synty ja olemus eivät olleet juurikaan sen paremmin hallinnassa kuin galaksien tai koko maailmankaikkeuden. Erona galaksitutkimukseen kuitenkin oli, ettei 1900-luvun alkupuolella Kuu edes kiinnostanut ammattitutkijoita, sillä tähtitieteilijät keskittyivät galaksien ohella mm. tähtien spektroskopiaan. Toki Kuusta ja sen kraattereista innostuneita poikkeuksiakin tähtitieteilijöiden joukossa oli, kuten William Henry Pickering (1858–1938), Ernst Julius Öpik (1893–1985) ja Algernon Charles Gifford (1861–1948). Öpikin ja Giffordin tapauksessa heidän panostaan ei kuitenkaan aikoinaan noteerattu mitenkään, vaikka he olivat ensimmäisiä, jotka ymmärsivät kraattereiden synnyn mekanismin pääpiirteissään oikein. Pickeringiä taas pidettiin osin ihan syystäkin vähintäänkin varttihulluna.

Geologit puolestaan eivät vielä olleet soveltaneet juurikaan taitojaan Kuun ymmärtämiseen, sillä Kuuta pidettiin yleisesti tähtitieteilijöiden pelikenttänä. Lähes yksinäisenä poikkeuksena oli Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen ensimmäinen päägeologi G. K. Gilbert (Grove Karl Gilbert, 1843–1918). Hänen vuonna 1893 julkaistu kuututkimuksensa The Moon’s Face: A Study of the Origin of Its Features oli yli puoli vuosisataa edellä aikaansa ja siis monin osin täysin oikeassa. Hän kuitenkin julkaisi tutkimuksensa lehdessä, jota monikaan ei lukenut. Suurin ongelma kuitenkin oli vallalla ollut asenne, jonka mukaan geologi – edes niin arvostettu ja vaikutusvaltainen kuin Gilbert – ei voi ymmärtää mitään avaruudessa olevista asioista.

G. K. Gilbert: Kuva: USGS Museum Staff,
U.S. Geological Survey / Public domain.

Kraatterit

Mielenkiintoisen kuvan yleisistä Kuuta koskeneista käsityksistä Ursan syntymän aikakauden Suomessa saa lukemalla tuolloin julkaistuja asiallisia yleistajuisia luonnontieteiden ja tähtitieteen kirjoja. Enimmäkseen itseoppineen kanadalais-amerikkalaisen tähtitieteilijän ja matemaatikon Simon Newcombin (1835–1909) jo vuonna 1878 ilmestynyt Popular Astronomy oli aikansa maailmanlaajuinen menestysteos. Se julkaistiin alkuteokseen nähden varsin erilaisena Suomen oloihin sovitettuna Otavan kustantamana laitoksena vuonna 1913. Kannessa kirjan nimi oli Newcombin tähtitiede, nimiösivulla pelkästään Tähtitiede. Kirjasta vastasi Ernst Bonsdorffin poika, tähtitieteilijä ja geodeetti, professori Ilmari Bonsdorff (Toivo Ilmari Bonsdorff, 1879–1950), josta vuonna 1934 tuli Ursan kolmas kunniajäsen. 

Simon Newcomb.
Kuva: Library of Congress / Public domain.
Kuun vaiheet, kiertoliike ja vaikutus vuorovesiin olivat luonnollisesti hyvin ymmärrettyjä jo Newcombin aikaan. Paljon kiinnostavampia ovatkin kirjassa esitetyt ajatukset Kuun pinnanmuotojen synnystä ja olosuhteista Kuun pinnalla. Kraattereita pidettiin kirjassa yksiselitteisesti tuliperäisinä (s. 120–121):

”…emme kuitenkaan voi kieltää sitä tosiasiaa, että kuussa entisinä aikoina on ollut suuremmoisia vulkaanisia purkauksia. Kaikkien rengasvuorten keskessä on kraatereita, jotka näyttävät olevan entisten tulivuorten jätteitä. Me voimme päätellä, että kuun pinnanmuodostus sellaisena kuin se tänäpäivänä esiintyy, ei ole syntynyt yhtenä ainoana ajanjaksona. Keskellä suurempia jo osaksi rapautuneita rengasvuoria on usein aivan äskettäin syntyneiltä näyttäviä pieniä kraatereita tahi halkeamia, jotka kulkevat läpi vanhojen vuorijonojen.”

Ilmari Bonsdorff 1920-luvun alussa.
Kuva: Wikipedia / Public domain.
Vaikka kraattereiden syntymekanismi kirjassa onkin pielessä, ajatus Kuun pitkästä geologisesta kehityksestä on merkittävä, samoin kuin sen tueksi esitetty huomio vanhempien ja nuorempien rakenteiden keskinäisistä leikkaussuhteista. Maan geologian osalta leikkaussuhteiden merkityksen toi esiin jo 1600-luvulla yksi geologian isistä, Nicolaus Steno (Niels Steensen, 1638–1686). Gilbert luonnollisesti käsitti leikkaussuhteiden ja kerrosjärjestyksen merkityksen, mutta todella niitä ei alettu soveltaa Kuun pinnanmuotojen tutkimukseen kuin vasta Gene Shoemakerin (Eugene Merle Shoemaker, 1928–1997) myötä 1960-luvulta alkaen.

John Thomson. Kuva: Wikipedia / Public domain
Skotlantilainen Aberdeenin yliopiston luonnontieteen professori Sir John Arthur Thomson (1861–1933) oli erikoistunut pehmytkorallien tutkimukseen. Hän oli kuitenkin myös monipuolinen tieteen kansantajuistaja. Hänen vuonna 1925 ilmestyneen, WSOY:n kustantaman Tiede ja luonto -kirjansa ensimmäisessä osassa kerrotaan Kuun kraattereista seuraavaa (s. 26):

"Sadantuhannen vaiheilla siellä on näitä omituisia renkaita, ja monet nykyään pitävät näitä renkaita kuoppina, jotka ovat syntyneet hyvin suurien meteoriittien, ehkä planetoidienkin pudotessa kuuhun sen pinnan vielä ollessa pehmeänä. Toiset tutkijat luulevat niiden olevan jäännöksiä suurista kuplista, jotka sillä kohdalla ovat rauenneet, ja näiden kuplain syntyneen syvyydestä nousevain kaasujen vaikutuksesta kuun vielä ollessa sulana. Jotkut tähtitieteilijät pitävät niitä sammuneina tulivuorien kraatereina, mikä mielipide suuren yleisön kesken on laajimmalle levinnyt.”

Hieman myöhemmin vuonna 1929 WSOY julkaisi yli tuhatsivuisen järkäleen, Ursan ensimmäisen puheenjohtajan, maailman parhaaksi geodeetiksikin kehutun professori ja kansanedustaja V. A. Heiskasen (Veikko Aleksanteri Heiskanen, 1895–1971; Ursan viides kunniajäsen v. 1948) suomeksi toimittaman Tähtimaailman. Se oli saksalaisten tutkijoiden uusiksi tekemä reippaasti laajennettu versio Newcombin kirjasta.2 Siinä Kuu sai osakseen jo huomattavasti kattavamman esittelyn. Kraattereiden synnystä kerrottiin erittäin mielenkiintoisin painotuksin (s. 436):

V. A. Heiskanen vuonna 1936. Kuva: Wikipedia / Public domain.
”Kuun pinnan muodostuksen ja vasrinkin [sic] kraatterien synnystä on esitetty lukuisia olettamuksia. Kraattereiden on oletettu syntyvän suurien meteorien pudotessa kuuhun, ja aivan äskettäinkin ovat tätä olettamusta Martus ja See innokkaasti puolustaneet. Toiset kuun tutkijat pitävät kraattereita luonteeltaan vulkaanisina, aivan niinkuin maapallonkin kraatterit ovat.”

Sen sijaan, että kirjassa esiteltäisiin tarkemmin näitä laajalti tunnettuja teoriota, estradin valtaakin ranskalaisten Maurice (Moritz) Lœwyn (1833–1907) ja Pierre Henri Puiseux’n (1855–1928) hypoteesi (s. 437):

”Kuun sisäisten kaasujen aiheuttaman paineen vaikutuksesta kohosi jähmettynyt, osittain vielä ohut kuori paikoittain ylös. Jos paine oli voimakkaampi, sortui kohoutuma keskeltä alas, ja kiinteä kuori syöksyi osaksi kiehuvaan laavaan ja muuttui jälleen sulaksi, mutta aukon ympärille jäi seisomaan ympyränmuotoinen valli. Sitten jähmettyi vähitellen rengasvallin sisäinen osa, jolloin tyypillinen rengasvuori oli valmis. Keskuskartion muodostuminen on tämän perusteella myös hyvin ymmärrettävissä.”

Kraatteri-, kuu-, meteoriitti- ja halotutkija, meteorologi,
geofyysikko, naparetkeilijä, paleoklimatologi,
ja kuumailmapallolentäjä Alfred Wegener
vuonna 1910. Kuva: Wikipedia / Public domain.
Tämä Thomsoninkin kirjassa mainittu idea on muunnelma kuplamallista, jonka yksi 1600-luvun luonnontieteen suurista nimistä, Robert Hooke (1635–1703) esitteli jo vuonna 1665 mikroskoopin mahtia käsittelevässä kirjassaan Micrographia3. ”On vaikea mennä sanomaan, missä määrin se vastaa tosiasioita”, kirjoitti Heiskanen Tähtimaailmassa (s. 440) Lœwyn ja Puiseux’n mallista.

Kuplahypoteesi on kuitenkin Kuun kraatterien mittakaavassa fysikaalisesti täysin mahdoton. Tämän oli julkituonut jo poikkeuksellisen monialaisesti oikeassa ollut ja vasta kuolemansa jälkeen maailmanmaineeseen noussut, vain viisikymppisenä Grönlannin jäätikölle kuollut Alfred Lothar Wegener (1880–1930) erinomaisessa tutkimuksessaan Die Entstehung der Mondkrater. Ursan tapaan se täytti tänä vuonna sata vuotta. Harmi vain, ettei Wegeneriä tässäkään asiassa juuri kukaan uskonut tai edes lukenut.

Säteet ja halkeamat

Kuun nuorimpia kraattereita ympäröivät kirkkaat ja kapeat mutta satoja kilometrejä pitkät säteet olivat yksi piirre, jota kuututkijat eivät sata vuotta sitten alkuunkaan ymmärtäneet. Nykyisin niiden tiedetään olevan ohuita ja siksi nopeimmin mikrometeoriittien ja hiukkassäteilyn aiheuttaman eroosion ja tummumisen myötä katoavia heittelekerrostumia. Ajatus säteistä heitteleenä tunnettiin jo 1800-luvun lopulla, kuten Gilbertinkin artikkelissa tuotiin ilmi. Koska kraattereiden törmäyssyntyyn ylipäätään ei uskottu, se ei suurempaa kannatusta kuitenkaan nauttinut.

Kuun nuorimpia kraattereita ympäröivät säteet erottuvat parhaiten mahdollisimman lähellä täyttäkuuta.
Tycho on alhaalla melko keskelle tumman kehän ympäröimä kirkas kraatteri.
Kuva (22.11.2021 klo 00.24
, Nikon Coolpix P900): T. Öhman.

Tähtimaailmassa v. 1929 kuvattiin Kuun merien synty näin (s. 437-438): "...kuun sisään syntyi onttoja
tiloja, joiden vaikutuksesta toiset pinnan osat painuivat alas. Vajoamisalueen täytti pian sisuksesta tulviva
laava ja tasoitti sen." Kuva (22.11.2021 klo 00.25, Nikon Coolpix P900): T. Öhman.

Suosittu oli sen sijaan ajatus, jonka mukaan säteet olivat jonkinlaisia kraattereihin tavalla tai toisella liittyviä halkeamia tai rakoja. Bonsdorff muotoili Newcombin tähtitieteessä asian näin (s. 120):

”Merkillisimmät ovat pitkät valoisat juovat, jotka ikäänkuin säteilevät kaikkiin suuntiin kraatereista ja jotka näkyvät pienelläkin kiikarilla; hyvin tarkka silmä näkee ne ilmankin kiikarin apua.

Kuun eteläpuoliskolla on suuri ja kirkas rengasvuori, Tycho, josta lähtee paljon edellämainituita säteitä kaikkiin suuntiin yli laaksojen ja vuorien. Tuntuu miltei siltä kuin kuu olisi tällä kohden halkeillut ja halkeamat olisivat täytetyt jollain valkoisella aineella.”

Pickering oli vuonna 1904 julkaistussa kirjassaan The Moon vahvasti sillä kannalla, että tuo valkoinen aine oli jäätä, ja moni muukin harvoista Kuusta kiinnostuneista oli samaa mieltä.4 Pickeringin mukaan raot olivat syntyneet kun Kuun kuori oli kutistunut. Ne täyttyivät jäällä, kun tulivuoriksi oletetut kraatterit puhkuivat kaasujaan ulospäin ja tämä ilmeisen vesihöyrypitoinen vulkaaninen tuuli levisi säteittäisesti ympäristöön. Pickeringin vaihtoehtoisen teorian perusteella jonkinlainen sähköinen poistovoima oli vastuussa vulkaanisista kaasuista peräisin olevan jään kertymisestä vanhoihin rakoihin.

Mary Proctor The New York Timesin
piirroksessa 9.9.1894. Kuva: Wikipedia / public domain.
Ajatus tuulesta joskaan ei jäästä säteiden synnyn taustalla tavoitti myös suomalaiset. Heiskanen selitti säteiden synnystä Tähtimaailmassa seuraavaa (s. 439–440):

”Vaikkakin kuun pinta tuli paksummaksi ja lujemmaksi, niin syntyi vielä merien muodostumista seuraavina aikakausina lukuisia tulivuoria, jotka heittivät ympärilleen suuria tuhkamääriä. Tuhkan hajoitti tuuli – oletetaan, että kuulla siihen aikaan vielä oli ilmakehä – laajalle alueelle suoraviivaisesti. Vähitellen se kuitenkin painui maahan ja muodosti kirkkaita juovia kuun pinnalla, jotka keskeytymättä kulkevat vuorien ja laaksojen yli. Kuun jäähtyessä edelleen ovat tulivuoret vähitellen sammuneet.”

Toisen polven ansioitunut ja arvostettu tähtitieteen popularisoija Mary Proctor (1862–1957) esitteli kirjassaan Romance of the Moon vuonna 1928 hieman jäätä uskottavamman selityksen säteiden valkoiselle aineelle. Intiassa virkamiehenä työskennellyt Herbert Gerard Tomkins (1869–1934) oli kiinnittänyt huomionsa etenkin Punjabin alueella tavattaviin suolaesiintymiin. Hän näki niissä vertailukohdan Kuun säteisiin. Tomkinsin mukaan Kuussa oli ollut ja oli kenties edelleen merkittäviä määriä pinnanalaista vettä. Veden haihtuessa se Kuun sisäisen lämmön ajamana kohosi rakoja pitkin ylöspäin, jolloin tavallinen meri- eli vuorisuola (natriumkloridi) kiteytyi rakoihin. Suola oli Tomkinsin mukaan nimenomaan vuorisuolaa, sillä hän kannatti Sir George Howard Darwinin (1845–1912) tunnetuksi tekemää Kuun syntymallia, jonka mukaan Kuu muodostui irrottuaan muinoin vinhasti pyörineestä maapallosta. Koska meillä vuorisuola on hyvin yleistä, täytyi sen olla sitä Kuussakin.

Kuun syntyä tutkinut Charles Darwinin poika George Darwin.
Kuva: Mark Gertler, 1912 /
National Portrait Gallery: NPG 1999 
/ Wikipedia / Public domain.

Proctor ei kovin vahvasti ottanut kantaa eri malleihin, mutta tuntui kannattavan Tomkinsin ideaa. Hän täsmensi sitä isänsä Richard Anthony Proctorin (1837–1888) käsityksellä, jonka mukaan eri kraattereihin riittyvät säteet olivat kyllä syntyneet eri aikoihin, mutta kunkin sädejärjestelmän oli täytynyt syntyä nopeasti, korkeintaan muutamassa vuodessa.

Vaikka säteiden syntymekanismin osalta oltiinkin sata vuotta sitten pahemman kerran hakoteillä, joissain asioissa osuttiin oikeaankin. Monin paikoin Kuussa on suunnilleen viisitoistasenttisellä ja sitä isommalla putkella nähtävissä lukuisia suoraviivaisia halkeamilta näyttäviä piirteitä. Geologit kutsuvat niitä grabeneiksi. Bonsdorff vertasi niitä Newcomb-suomennoksessaan omituisuudessa kraatterien säteisiin, mutta tarjoili niille tällaisia selitysmalleja (s. 120):

”Yhtä merkillisiä ovat syvät, useita kilometrejä pitkät halkeamat kuun pinnalla, joita viime vuosikymmeninä on löydetty suuri joukko. On kyllä mahdollista, että niiden syntyyn ovat vaikuttaneet auringon säteet. On kuitenkin yhtä todennäköistä, että ne ovat saaneet alkunsa sellaisten voimien vaikutuksesta, jotka muistuttavat vulkaanisia purkauksia maanpinnalla ja joiden tyyssija on aikoinaan ollut kuun sisusta.”

Richard Proctor oli ensimmäisiä vakavasti otettavia tutkijoita,
joka esitti (v. 1873) Kuun kraattereiden olevan törmäyssyntyisiä
Kuva: William Shaw Warren / Wikipedia / Public domain.

Auringon säteiden kanssa Kuun grabeneilla ei tietenkään ole mitään tekemistä ja on nykypäivän näkövinkkelistä varsin vaikea keksiä, millaisella mekanismilla tämän mallin kannattajat niiden synnyn selittivät. Jälkimmäinen Bonsdorffin esittelemistä vaihtoehdoista osuu kuitenkin naulan kantaan eräiden grabenien synnyn osalta. Paras esimerkki tällaisesta tuliperäisestä grabenista on Kuun suurimmasta kalderasta Hyginuksesta lähtevät grabenit, eli Rima Hyginus. Ne syntyivät, kun syvältä Kuun vaipasta lähti kohoamaan magmaattinen juoni, joka lähelle pintaa päästyään venytti kuorta ja synnytti siten halkeamalta näyttävän grabenin.5

Ilmaa, elämää ja muutoksia Kuussa?

Sata vuotta sitten kuututkijat pääsääntöisesti pitivät Kuuta elottomana taivaankappaleena. Pickering oli kuitenkin näkyvä ja etenkin uransa alkupuolella myös vaikutusvaltainen poikkeus. Hän uskoi vakaasti kasvillisuuteen Kuussa, samoin kuin siihen, että paikoin Kuun kaasukehä saattoi sisältää yhtä paljon hiilidioksidia kuin Maan ilmakehä. Kuun pinnalla tapahtui myös kaikenlaisia muodon, värin ja kirkkauden muutoksia. Pickeringin ajatuksia esiteltiin suomalaisellekin yleisölle Thomsonin Tiede ja luonto -teoksessa tähän tapaan (s. 24):

”Jotkut harvat tähtitieteilijät luulevat kuitenkin nähneensä kuussa jonkinlaisia heikkoja elämän tai liikunnon oireita. Professori Pickering luuli huomanneensa tuliperäisen toiminnan merkkejä. Hän luuli siellä olevan kasvillisuusaloja, joissa luultavasti kasvaisi alhaisia kasveja, ja kuun maaperän ehkä sisältävän jonkin verran vettä. Kuulla muka on ollut hyvin ohut ilmakehäkin, ja joskus hän luuli huomanneensa pienen satunnaisen lumisateenkin. Prof. Pickering sai muutamia huolellisia havainnontekijöitä vakuutetuiksi siitä, että kuussa luultavasti tapahtuu jonkinlaisia vähäpätöisiä muutoksia.”

Tämän jälkeen kirjassa käytetään runsaasti palstatilaa sen osoittamiseen, ettei Kuussa Pickeringin väitteistä huolimatta ole kaasukehää ja että elämän esiintyminen siellä on hyvin epätodennäköistä. Kuuta käsittelevän luvun lopussa elätellään kuitenkin vielä pientä toivonkipinää (s. 26):

”Kuu on meille mielenkiintoinen juuri siitä syystä, että se on kuollut maailma. Se näyttää meille osoittavan, mitä Maasta ja yleensä kaikista jäähtyvistä metallipalloista tulee etäisessä tulevaisuudessa. Emme tiedä, onko kuussa milloinkaan ollut elämää, mutta se ei missään tapauksessa ole voinut edistyä pitkälle kehityksen tiellä. Enintään voimme kuvitella siellä nykyään olevan joitakin omituisia alhaisia kasveja, jotka vielä pitävät puoliaan raskaan kaasun muodostamissa allikoissa, kehittyen pitkän päivän hehkuvassa auringonpaisteessa ja pitkän yön kuluessa taas kauttaaltaan jäätyen.”

Pickeringin puolustukseksi on todettava, että hän vertasi The Moon -kirjassaan Kuun elämää Etelämantereella elävään jäkälään. Nykyisin Etelämantereen kuivia laaksoja pidetään parhaana maanpäällisenä vertailukohtana Marsille ja siksi niissä sinnitteleviä elämänmuotoja tutkitaan astrobiologien toimesta hyvinkin innokkaasti. En voi väittää olevani astrobiologian historian asiantuntija, mutta veikkaisin Pickeringin olleen tässä suhteessa huomattavasti edellä aikaansa.

Myös Newcombin tähtitieteessä pohdittiin ilman, elämän ja havaittavien muutosten esiintymistä Kuussa (s. 122–123):

”Sellainen elämä, joka esiintyy maapallolla, vaatii menestyäkseen ainakin vettä ja kaikki elämän korkeammat muodot myöskin ilmaa. Voimme tuskin ajatella elävää olentoa, jonka ainoina ravintoaineina olisi hiekka tahi joku mineraaliaines, jota kuun pinnalla tavataan. Jos ajattelisimmekin Kuussa olevan eläimiä, olisi meidän vaikea käsittää, mitä ne siellä söisivät. Me tulemme siihen johtopäätökseen, että kuussa ei ole mitään sellaista elämää, joka on samojen lakien alainen kuin elämä maan pinnalla.”

”Voimme siis lyhyesti kuvailla kuuta kappaleena, jossa ei ole ilmaa ja joka aina pysyy muuttumattomana.”

Vuoden 1929 Tähtimaailmassa elämästä ei puhuttu enää mitään, ja kaasukehäkin sai varsin tylyn tuomion (s. 444):

”Kuussa ei ole huomattu olevan ilmakehää. Useat ilmiöt viittaavat siihen, että jos kuussa on ilmakehä, niin sen täytyy olla erittäin ohut.”

Kuuta ei kuitenkaan pidetty geologisesti kuolleena maailmana, sillä (s. 442):

”Muutamissa tapauksissa lienevät tällaiset muutokset hyvin todennäköisiä. Varsinkaan niitä muutoksia, joita V. [sic] H. Pickering 1904 on havainnut rengasvuori Platon ympärillä ja 1913 pienen Eimmart-kraatterin ympärillä, tuskin voitaneen epäillä.”

Nykyisin tiedetään, että Kuussa voidaan kyllä harrastajavälineinkin havaita muutoksia, mutta varmat tapaukset liittyvät aina pienten meteoriittien törmäämiseen Kuun pintaan. Lisäksi ilmeisesti sähköisesti levitoiva kuupöly saattaa aiheuttaa kaikenlaista kummaa, kuten jo Apollo-aikakaudella tiedettiin. Kuuluotaimillakin kenties rekisteröityihin mahdollisiin kaasupurkauksiin liittyvät lyhytaikaiset valoilmiöt taas ovat aihe, joihin juuri kukaan akateemista virkaa havitteleva tutkija ei rohkene tarttua edes sivulauseessa.

Vilkaisu tulevaan

Jälkiviisaasti voidaan todeta, että sata vuotta sitten käsitykset Kuun olemuksesta geologiselta näkökannalta olivat aivan keskeisiltä osiltaan joko täysin pielessä tai ainakin hyvin hataralla pohjalla. Mielenkiintoista on myös havaita, että Kuun synnystä ei 1900-luvun alkuvuosikymmenten suomenkielisissä kansantajuisissa Kuuta käsittelevissä kirjoissa puhuta oikeastaan yhtään mitään.

Nykyisin luulemme ymmärtävämme Kuun geologisen kehityksen ja pinnanmuotojen synnyn ainakin pääpiirteissään. Kuun syntykin Marsin kokoisen kappaleen ja varhaisen Maan yhteentörmäyksen seurauksena tuntuu olevan suht vankalla pohjalla, vaikka yksityiskohdista kiivaasti kiistelläänkin. Nämä edistysaskeleet ovat eritoten Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton välisen avaruuskilpailun huipentaneiden Apollo-lentojen ansiota.

Lähivuosina Kuuhun laskeutuu varmasti lisää luotaimia, ja todennäköisesti 10–15 vuoden sisällä myös ihmisiä. Nämä lennot tulevat merkittävästi lisäämään tietojamme Kuusta, sen synnystä ja kehityksestä, sekä samalla niin Maan kuin koko aurinkokuntamme perimmäisestä olemuksesta.

Nuo tulevat edistysaskeleet vaikuttavat tällä hetkellä niin ilmeisiltä, että tohdin ne näin julkisestikin ilmaista vaikka – kuten yleisesti tunnettua on – ennustaminen on vaikeaa, varsinkin tulevaisuuden ennustaminen. Rohkenen lisäksi väittää, että Ursan juhliessa 200-vuotista taivaltaan ei silloinen blogisti – tai mikä hän sitten lieneekään – pääse kirjoittamaan yhtä radikaaleista muutoksista Kuuta koskevissa käsityksissä menneen sadan vuoden aikana kuin näin ensimmäisen satavuotisjakson tultua täyteen oli mahdollista.


Rudolf Engelmann.
Kuva: Wikipedia / Public domain.
1Samainen kirja, ja samalla siis koko Ursan virallinen julkaisutoiminta, alkoi geofyysikko, dosentti Eyvind Sucksdorffin (1899–1955) kauniilla kirjoituksella ”Tähti-öistä”. Sen ensimmäiset rivit olivat lainaus Senecalta (mitä ilmeisimmin se tunnetumpi Seneca, eli Lucius Annaeus Seneca nuorempi, n. 4 eaa. – 65 jaa.) (s. 5): ”Ei ole mitään jalompaa tutkittavaa kuin tähdet ja taivaankappaleet.” Alkuperäistä lähdettä tuolle sitaatille ei kohtalainen googlailu ole paljastanut. Jos jollain on asiasta tarkempaa tietoa, kuulisin siitä hyvin mielelläni.

2Kirjan tekijöiksi mainitaan kannessa Newcomb ja Rudolf Engelmann (Friedrich Wilhelm Rudolf Engelmann, 1841–1888), joka oli toimittanut kirjan ensimmäisen saksalaisen laitoksen. Heiskasen käännöksen pohjana oli seitsemäs, vuoden 1922 laitos, jota muut saksalaistutkijat olivat edelleen laajentaneet merkittävästi.

3Kirjassa on myös tiettävästi ensimmäinen varmasti tunnistettava kaukoputkella havaitusta Kuun kraatterista, Hipparchuksesta, tehty yksityiskohtainen piirros.

4Tähän porukkaan hieman myöhemmin lukeutuivat jossain määrin myös natsit, sillä jäinen Kuu sopi heidän tärähtäneeseen rotuoppiinsa pohjoisesta herrakansasta ja Hanns Hörbigerin (Johannes Evangelist Hörbiger, 1860–1931) sekopäiseen Welteislehre-oppiin.

5Tarkempaa tietoa syntymekanismista kaipailevien kannattanee lukaista aikoinaan Ursan Zeniitti-verkkolehteen kirjoittamani juttu Hyginuksesta ja Rima Hyginuksesta.


Tämä juttu ilmestyi myös Ursan Kraatterin reunalta -blogissani, mutta huomattavasti vähemmän kuvia ja linkkejä sisältävänä versiona.

keskiviikko 17. marraskuuta 2021

Kumma kuunpimennys

Tulevana perjantaiaamuna 19.11.2021 tapahtuu kummallisin kuunpimennys vähään aikaan. Oma muistini ei tällaisissa asioissa hääppöinen ole, mutta vahvan tuntumani mukaan koskaan ei itselleni ole ihan tällaista tullut vastaan. Pimennyksen näkymisen maantieteen hahmottaa helpoiten (jos niin voi sanoa, kun ei se mitenkään yksinkertaista ole) Ursan erinomaisen Tähdet 2021 -vuosikirjan kartan avulla. Tässä joudutaan kuitenkin pärjäämään ihan vain sanallisilla kuvauksilla.

Pimennyksen maantiede

Suurimmassa osassa Suomea ja etenkin suomalaisten suurimman osan kannalta perjantain pimennyksessä ei  ole mitään omituista. Suunnilleen Kemi–Salla-linjan eteläpuolella kyseessä on ainoastaan huonosti matalalla aamutaivaalla näkyvä puolivarjopimennys. Kuun luoteisosa hieman himmenee, jos sitä nyt edes pystyy huomaamaan ennen kuin Kuu laskee. Oceanus Procellarumin tummilla basalttitasangoilla pinnan hyvin vähäistä tummenemista on nimittäin erittäin vaikea havaita ollenkaan. Mitään unohtumatonta pimennysspektaakkelia ei Suomessa ole luvassa. Pohjois-Amerikassa tosin pimennys näkyy paljon paremmin, ja koska Kuu sijaitsee melko lähellä Seulasten avointa tähtijoukkoa, nättejä kuvia on nettiin ja someen odotettavissa melkoinen vyöry.

Muistutus siitä, mistä oikein on kyse, saattaa tässä vaiheessa olla paikallaan. Tällaisessa puolivarjopimennyksessä Kuun pimenevällekin osalle lankeaa vielä suoraa auringonvaloa. sillä Kuusta katsottuna kyseessä olisi osittainen auringonpimennys. Viime kesäkuun osittainen auringonpimennys on vielä varmasti monella vielä hyvin muistissa, ja eihän se valaistuksen himmeneminen maisemassa mitenkään erityisen silmiinpistävää ollut. Jokseenkin vastaava tilanne koittaa siis perjantaiaamuna Kuussa. Sillä erotuksella tosin, että siellä ei ole kukaan ilmiötä seuraamassa.

Palatkaamme kuitenkin takaisin Suomeen ja ensi perjantaiaamuun. Kemi–Salla-linjan pohjoispuolella näkyy puolivarjopimennyksen lisäksi sitä seuraava osittainen kuunpimennys. Jos sää vain sallii, tämä on jo ihan selvästi näkyvä ilmiö. Kuun läntisellä puoliskolla on tuolloin menossa täydellinen auringonpimennys, eli sinne lankeaa ainoastaan Maan ilmakehän läpi taittunutta punaista valoa. Koska Kuu on niin matalalla, tarvitaan kuitenkin myös Keski- ja Länsi-Lapissa tavallista puhtaampaa ilmakehää, jotta osittainen pimennys kunnolla näkyy. Kuu laskee luoteishorisonttiin sielläkin ennen kuin ollaan päästy osittaisen pimennyksen syvimpään vaiheeseen.

Kaikkein kummallisin tilanne koetaan Pohjois-Lapissa, jotakuinkin Kilpisjärvi–Savukoski-linjan pohjoispuolella. Siellä näkyvät puolivarjovaihe ja osittainen pimennys periaatteessa samoin kuin etelämpänäkin, joskin huomattavasti pidempään. Utsjoella jäädään pimennyksen maksimista vain reilut kymmenen minuuttia. Poikkeuksellista on sitten se, että pimentynyt Kuu nouseekin parin tunnin kuluttua uudestaan näkyviin koillishorisontista. Tämän ansiosta pimennyksen loppu ja sitä edeltävä jälkimmäinen puolivarjovaihe ovat iltapäivällä esimerkiksi Inarissa ja Utsjoella havaittavissa. Utsjoella ainakin viereiseltä helposti saavutettavalta Áilegas- eli Ailikas-tunturilta pimennys pitäisi näkyä niin hyvin kuin Suomessa vain voi.

Vielä parempia näkymiä kaipaava voi suunnata Utsjoelta rajan yli pohjoiseen. Pohjois-Norjan rannikolla olisi nimittäin Kuun noustessa näkyvissä vielä hieman osittaistakin vaihetta. Nordkappissa ja Jäämerellä pimennys näkyisi kokonaan. Pimennys on osittaiseksi erittäin syvä, yli 97 %, eli jos sattuu olemaan Jäämeren risteilyllä, tarjolla on kelpo pimennys, ja kyllä tuo Utsjoellakin ihan näyttävä tapaus on.

Syy pimennyksen erikoiseen näkymiseen on sen kiertoradassa. Tämä pimennys tapahtuu, kun Kuu on lähellä ratansa Maasta kauimpana sijaitsevaa pistettä. Keplerin lakien mukaisesti Kuu liikkuu silloin radallaan kaikkein hitaimmin. Siksi sillä kestää kulkea Maan varjon poikki niin pitkään, että pohjoisimmassa Lapissa Kuu ehtii kesken pimennyksen laskea ja nousta uudestaan. Kestoltaan tämä onkin pisin osittainen pimennys 580 vuoteen.

Numerotietoja innokkaimpien iloksi

Koska Ursan fiksu ja ystävällinen väki on laskenut pimennyksen näkymisen kriittiset hetket Helsingin, Oulun ja Utsjoen horisonttien mukaan valmiiksi, käytetään tässä heidän tuloksiaan ihan suoraan. Suluissa olevat kohdat eivät sinänsä koske Suomea, koska ne eivät ole täältä havaittavissa.

Puolivarjopimennys alkaa klo 08.02
    Kuu laskee Helsingissä klo 08.24
    Kuu laskee Oulussa klo 09.09

Osittainen pimennys alkaa klo 09.19
    Kuu laskee Utsjoella klo 10.51
(Pimennys on syvimmillään klo 11.03)
(Osittainen pimennys päättyy klo 12.47)
    Kuu nousee Utsjoella klo 13.09
Puolivarjopimennys päättyy klo 14.04

Pimennys tapahtuu niin matalalla, että havaitsemisen suunnittelemiseksi on hyödyllistä tietää suht tarkasti myös Kuun korkeus ja suunta. Nämä laskeskelin Torsten Hoffmannin MoonCalc-sivun avulla Äänekosken horisontin mukaan (ja tarkistin Heavens-Aboven ja Time and Daten avulla, joten eiköhän nämä laskelmat käytännön tarpeisiin riittävän lähellä oikeaa ole). Kun puolivarjopimennys alkaa klo 08.02, Kuu on vain noin 2,5°:een eli parin sormenleveyden korkeudella suunnassa 306°, siis lähes luoteishorisontissa. Kuu laskee Äänekoskella noin klo 08.43 suunnassa 314°. Käytännössä esimerkiksi Tärttämäestä tuon ainakin pitäisi näkyä. 

Jos keli sattuu suosimaan, toinen harkitsemisen arvoinen vaihtoehto Äänekoskella voisi olla lähteä käppäilemään Mämmen lossilta kympin latupohjaa Likolahteen päin. Sieltä kun sopivan kohdan löytää ja katselee selän ja Nelostien yli Kevätlahteen päin, saattaa hyvinkin saada metsähorisontin riittävän matalle, jotta hivenen himmentynyt Kuu näkyy.

Etelä-Suomessa pimennys on käytännössä lähes mahdoton havaittavaksi, mutta menee homma siis Keski-Suomen leveyksilläkin erittäin vaikeaksi. Helppoa ei ole pohjoisempanakaan, mutta Rovaniemellä Kuun on pimennyksen alkaessa sentään melkein 5°:ssa ja laskee osittain pimentyneenä klo 09.28 suunnassa 324°. Ounasvaaralta voisi siis saada ihan nättejä kuvia osittain pimentyneestä Kuusta laskemassa Kemijoen takaiseen metsähorisonttiin. Ja jos vielä asuisin Korkalovaarassa, tallustelisin vanhalle havaintopaikalleni Korkalovaaran pohjoisrinteen täyttökumpareelle, sillä sieltäkin MoonCalcin kartalta katselun ja vanhojen muistelun perusteella pimennyksen pitäisi olla havaittavissa.  No, riippuu tietysti siitä, kuinka pahasti paikka on viime vuosina päässyt pusikoitumaan.

Jos vielä vanhempia tuttuja paikkoja miettii, niin Oulussa havaitseminen on horisontin puolesta helppoa. Esimerkiksi Hietasaaresta tai Nallikarista saa lähes puhtaan merihorisontin. Jos Puolivälinkankaan tähtitornille pääsee, on sekin tietysti varma ja mukava paikka. Ihan eri asia sitten on, kannattaako moinen, koska pimennys on Oulustakin nähden todella mitätön ja vähäinenkin hussakka horisontissa käytännössä hävittää sen näkyvistä.

Tässä pari päivää ennen pimennystä sääennusteet eivät hirveästi toiveita nostata. Äänekoskella, Rovaniemellä ja Utsjoella pitäisi Ilmatieteen laitoksen mukaan olla pilvistä, Oulussa taas puolipilvistä. Jos kuitenkin pimennyksistä pitää, kannattaa pilvien salliessa tätäkin yrittää havaita, sillä etenkin pohjoisimmassa Suomessa pimennys on ainutlaatuisen outo. Havaitsemisyrityksiin kannustaa sekin, ettei kuunpimennystilanne suuresti ole paranemassa ensi vuonna. Teoriassa lounaisimmassa Suomessa tapahtuu 16.5.2022 puolivarjopimennys, mutta käytännössä sitä ei voi havaita. Päivällä 8.11.2022 taas pohjoisimmassa Suomessa näkyy hieman osittaista pimennystä, mutta muualla joudutaan tyytymään puolivarjopimennykseen. Vaikeat ajat koittavat siis kuunpimennysten ystäville.


Muokkaus iltapäivällä 17.11.2021: Aamuyön tokkurassa unohtui mainita, miksi tämä pimennys on niin omituinen. Nyt tuo kappale on lisätty, samoin kuin maininta Seulasista.

P.S. 19.11.2021: Vähästä se jäi kiinni, mutta en voi rehellisesti sanoa nähneeni puolivarjopimennystä. Kuu kyllä näkyi jopa melko selkeältä taivaalta heti pimennyksen alettua, mutta tuolloin pimentymistä ei vielä pysty havaitsemaan. Hieman myöhemmin Kuun laskiessa kun ainakin valokuvia syynäämällä pimennyksestä olisi kenties pystynyt jotain aistimaan, pilvet peittivät horisontissa olleen Kuun. Pimennys siis oikeastaan jäi näkemättä, vaikka tavallaan olikin näkyvissä. Ottaen huomioon, että nyt on marraskuu, tuokin oli jo positiivinen yllätys, ja aamu Likolahden rannalla oli oikein nätti. 

Alla jokunen kuva Nikon Coolpix P900:lla otettuina ja hyvin lievästi GIMPillä muokattuina. Tuon yhden kuvan hyvin sininen värimaailma johtuu vain kameran asetuksista, enkä nähnyt tarpeellisiksi alkaa niiden parissa jälkikäteen värkkäämään, kun ei kuvassa mitään varsinaisesti kiinnostavaa näy. Kuukuvat on otettu noin klo 08.20–08.23.