astronoomialoengud

TÕNU VIIK

Astronoomialoengud V

A

B

A

A

K

A

D

E

E

M

I

A

ProkarĂźoodid Archaea. Shutterstock

26

Kuna meie praeguste teadmiste kohaselt on tingimused teistel Päikesesüsteemi planeetidel palju karmimad kui Maal, siis ei tarvitse loota, et me kusagil mingeid keerulisemaid elusolendeid kohtame, kui üldse.

Vaatleme nüüd Päikesesüsteemi taevakehi elukõlblikkuse seisukohalt.

KUU JA MERKUUR Kuu pind pole kõlblik ühelegi meile tuntud elusolendile. Ööpäevased temperatuurid muutuvad vahemikus –173 °C kuni 127 °C. Atmosfääri ja magnetvälja puudumise tõttu jõuab takistamatult pinnale Päikese UV-kiirgus ja laetud osakesed. Vähem kui tunni aja jooksul annab see sellise kiirgusdoosi, mis tapab isegi kõige resistentsema bakteri.

Sellised on meie teadmised, aga elu võib olla visam, kui me oskame arvata. 1967. aastal maandus Kuul USA kosmoseaparaat Surveyor 3, mis tegi mõõtmised ära ja jäi siis lihtsalt oma saatust ootama.

1970. aastal külastas seda paika Apollo 12 meeskond ja tõi Maale tagasi Surveyori videokaamera. Maal avastati, et üks bakter, Streptococcus mitis, mis üsna kahjutuna pesitseb inimese hingamisteedes, on Kuul ellu jäänud ning välja kannatanud kolm aastat toiduta, äärmises külmas ja kiirguskaitseta. Kuigi enne Kuule saatmist oli Surveyor hoolikalt steriliseeritud.

Tõsi, ka Kuu pinna all umbes meetri sügavuses pole vaja kiirgusi karta, sest paks pinnakiht neelab kogu pealelangeva

27

kiirguse. Temperatuur seal on püsivalt vaid –43 °C. Aga vee puudumine seab elule suured takistused. Siiski on praeguseks leitud, et vett jää kujul Kuul leidub, vähemalt lõunapooluse lähedal Shackletoni kraatris.

Asi tundub olevat veelgi parem, sest 2010. aasta märtsis leidis instrument Mini-SAR India kuusondi Chandrayaan-1 pardal, et Kuu põhjapooluse lähedal paikneva 40 kraatri päikesevalgust mittenägevatel nõlvadel võib olla umbes 600 miljonit tonni veejääd. See võib isegi tõsi olla, sest need andmed langevad üsna hästi kokku varasemal Kuu-ekspeditsioonil nimega Lunar Prospector saadud andmetega.

Kuid (teadlastel on alati varuks sidesõnad „kuid“, „aga“, „ent“) NASA missioon Lunar Reconnaissance Orbiter oli 2009. aasta oktoobris Cabeuse kraatris Kuu lõunapooluse lähedal avastanud ainult hüdroksüülrühma – OH. See rühm esineb kindlasti vee molekulis, aga võib olla ka hüdraatides – anorgaanilistes soolades, mis sisaldavad keemiliselt seotud veemolekule. Kuid ( jälle!) missiooni peateadlane teatas hiljem, et sealt on ikkagi leitud ka kristalset veejääd.

Ja kui vesi on olemas, siis pole tõenäosus elu olemasoluks null. Lihtsalt me pole seda veel leidnud. Peaaegu sama lugu on Merkuuriga. Tema pinnatemperatuur muutub vahemikus –173 °C kuni 347 °C. Ja jälle on umbes meetri sügavusel pinna all peaaegu toatemperatuur. Kuna atmosfääri sel planeedil pole, siis jõuab Päikese surmatoov kiirgus planeedi pinnani. Oli arvata, et vesi puudub seal täielikult, kuid 2012. aasta lõpupoole teatas Euroopa

28

Kuu lĂľunapooluse kohalt. NASA GSFC Scientific Visualization Studio

29

kosmosesondi Messenger meeskond, et nad on leidnud veejääd Merkuuri põhjapooluse lähedal asuvate kraatrite pimedatelt nõlvadelt.

MARSI „TAIMESTIK“ JA „KANALID“ Marss on neljas planeet Päikesest ja ainult Merkuur on sellest väiksem. Nime on ta saanud Rooma sõjajumala järgi, sest ta on pinnal leiduvate raudoksiidide tõttu punakas.

Tal on õhuke atmosfäär ja tema pinnavormid on üsna sarnased Maa omadega, sest seal on mägesid ja orge, kõrbeid ja ka polaarmütsikesed, mis koosnevad vee- ja CO2 jääst.

Pöörlemisperiood ja aastaajad on ka üsna sarnased Maa omadega, kuna Marsi telje kalle ekliptika suhtes on 25 kraadi, Maal on see 23,5 kraadi. Marsil asub Päikesesüsteemi kõrgeim mägi Olympus Mons, mis on jalamilt 25 km kõrge. Marsil on kaks kuud, Phobos ja Deimos, mis mõlemad on väikesed ega oma sfäärilist kuju.

2005. aastal näitasid radarvaatlused, et Marsil on nii poolustel kui keskmistel laiustel veejääd. Et see tõesti nii on, tõestas sond Phoenix, mis võttis proovi Marsi pinnast 31. juulil 2008.

Praegu uurib meie naabrit viis kosmosesondi, kolm neist Marsi ümber tiirlemas (Mars Odyssey, Mars Express ja Mars Reconnaissance Orbiter) ja kaks Marsi pinnal (Mars Opportunity ja Mars Curiosity).

30

Pinnal on ka terve hulk oma töö lõpetanud sonde, nende hulgas Mars Spirit ja Phoenixi maandur. Mars Reconnaissance Orbiter on saatnud meile andmeid voolava vee kohta Marsi soojadel kuudel.

Alles hiljuti asus Marsi suunas teele Euroopa Liidu ja Venemaa sond ExoMars 2016. Kahest osast koosnev sond jõudis kenasti kohale ja asus orbiidile Marsi ümber. Kuid teine osa – maandur – jäi kadunuks, kuni NASA Marsi orbiitleja leidis selle puruks kukkununa Marsi pinnalt.

Elust Marsil hakati rääkima rohkem kui sajand tagasi. Étienne L. Trouvelot oli 1884. aastal esimene, kes väitis, et tema nähtud aastased muutused Marsi pinnal pole muud kui taimestik. Tõepoolest on ka hiljem selliseid sesoonseid muutusi registreeritud – Marsi kevadel suureneb kontrast heledate ja tumedate alade vahel. Ometi pole uuringud mitte mingisugust taimestikku avastanud. Värvuse muutumist saab seletada hoopis Marsi tolmutormidega, mis kevaditi eriti ägenevad.

Planeet Marssi uuris süstemaatiliselt Itaalia astronoom Giovanni Schiaparelli 1887. aastal. Ja ta väitis, et nägi Marsil tervet hulka enam-vähem sirgeid jooni, mida kirjeldas itaaliakeelse sõnaga canali, mis tähendab „veeteed“, kuid mis tõlgiti inglise keelde kui „kanalid“. Ameerika astronoom Percival Lowell oli eriti järjekindel kanalite kaitsja ja tõlgendas neid kui arukate olevuste tehtuid. Tema arvates kaevati need kanalid Marsi polaarmütsidest sulanud vee toimetamiseks kuiva käes vaevlevate ekvaatoriaalsete piirkondade tarbeks. Kuid … mitte keegi astronoomidest pole neid kanaleid hiljem näinud. Ja isegi tänapäeva täppisriistad ei ole

31

Marsikulgur Curiosity. NASA/JPL-Caltech

32

Pinnavee voolujäljed Marsil. NASA/JPL-Solar System Visualization Team

33

ümber Marsi tiireldes suutnud mingeid kanaleid avastada.

On küll peaaegu sirgjoonelisi moodustisi, nagu mäeahelikud, orud, kraatrite rühmad, kuid kanaleid pole. Neid ei näinud ka USA sond Mariner 4, mis 1965. aastal Marsist möödus.

Siinkohal tuleb tõe huvides lisada, et kunagiste vooluvete jälgi on Marsil avastatud palju, näiteks Acheron Fossae piirkonnas ja samuti Hale’i kraatris.

Juulis ja septembris 1976 maandusid Marsil kaks USA sondi, Viking 1 ja Viking 2, mis uurisid Marsi pinda elu olemasolu koha pealt ja jõudsid negatiivsetele tulemustele.

Palju kära tekitas Antarktikast leitud meteoriidi ALH84001 uurimine 1996. aastal, sest see arvati olevat pärit Marsilt. Miks? Sest meteoriidi vanuseks arvati 4,091 miljardit aastat ja selle struktuur sarnanes Marsi pinnalt leitud kivimite struktuuriga. Arvati, et meteoriit võib olla lahti löödud Marsi pinnalt, kui seda tabas paraja massiga asteroid, ja et Maa haaras selle endale umbes 13 000 aastat tagasi. Natuke vähem kui kahekilose meteoriiditüki uurimisel selgus, et selle sees võivad olla Marsi bakterite mikroskoopilised kivistised karbonaatsetes gloobulites.

Tulemus tekitas erakordselt suurt huvi, kuna andis trumbid kätte neile, kes olid kogu aeg kinnitanud, et Marsil kas on või vähemalt on kunagi olnud elu. Oktoobris 2011 teatasid autoriteetsed uurijad, et isotoopanalüüsi alusel võib väita, et karbonaadid meteoriidis ALH84001 sadestusid temperatuuril 18 °C vee ja Marsi atmosfääri süsinikdioksiidi juuresolekul.

Kuid ikkagi on enamik teadlasi väga skeptilised, et sellel meteoriidil võiks olla midagi pistmist eluga, kuigi

34

sõltumatu analüüs on väitnud, et meteoriidi biomorfid on väga sarnased vastavate Maa struktuuridega. Seega on asi ikka veel lahtine.

Viimastel, väga värsketel andmetel avastas Euroopa sondil Mars Express olev radar vedela vee Marsi lõunapooluse jäämütsikese all. Arvatakse, et see peab olema väga soolane, et Marsi pinnatemperatuurides vedelaks jääda. See annab elu otsijatele jälle lootust.

VEENUS Veenuse pinna keskmine temperatuur on umbes 477 °C ja isegi poolustel või Veenuse mägede tippudel ei lange temperatuur alla 127 °C. Seega on Veenuse temperatuur liiga kõrge Maa-tüüpi elu jaoks. Ka atmosfääri rõhk – umbes 90 atmosfääri, siis sama suur kui Maal 1 km sügavusel ookeani pinna all – ei soosi elu. Kuid süsinikdioksiidi, vett ja päikesepaistet on Veenuse pilvedes küll. Ja need kolm on hädavajalikud fotosünteesiks.

Ka lämmastikku on seal ja tuul tõstab pilvedesse mineraalide tolmu. Pealegi on atmosfääri rõhk pilvedes enamvähem sama mis Maal. Seega võiks Veenuse pilvedes elu olla. Probleemiks Veenuse atmosfääris on väävelhappe tilgad, sest seal sisaldub vääveldioksiidi. Tekib ka teine küsimus: Maa peal ei tunne me selliseid organisme, kes kogu oma elu õhus veedaksid, seepärast mõned teadlased kahtlevad elu olemasolus Veenuse pilvedes.

35

Astronoom Tõnu Viik (snd 1939) on töötanud Tartu Observatooriumis alates 1963. aastast.

Ta on lugenud Tartu Ülikoolis teoreetilise astrofüüsika aluste, universumi füüsika ja tähtede füüsika kursusi ning ka matemaatilise füüsika võrrandite kursust.

Mitteastronoomile tundub tänapäeva astronoomia keeruline: kõrgetasemeline vaatlustehnika, teoreetiline füüsika, uuritavate objektide matemaatiline ja füüsikaline modelleerimine …

Selle raamatu eesmärk on seletada taevasi protsesse nii lihtsalt, et iga koolis käinud inimene neist aru saaks.

— Tõnu Viik

kirjastus.postimees.e e Vaba Akadeemia raamatusarjas avaldatakse eestikeelseid algupäraseid teadustöid, populariseerivaid käsitlusi, õppekirjandust ja klassikateoste eestindusi, mis on sündinud Vaba Akadeemia tegevusest.