Metsähovin tutkijat ratkovat tähtitieteen ns. Pioneer-anomalia arvoitusta

08.09.2008

Tähtitieteen tärkeimpiä ratkaisemattomia arvoituksia on ns. Pioneer-anomalia, jossa avaruusluotaimet etenevät hitaammin aurinkokunnasta poispäin kuin Newtonin ja Einsteinin teoriat ovat ennustaneet. Metsähovin tutkijat ovat yhteistyössä hollantilaisen Joint Institute for VLBI in Europe:n (JIVE) kanssa kehittämässä uutta huipputarkkaa menetelmää arvoituksen ratkaisemiseksi.

Tähtitieteen tärkeimpiä ratkaisemattomia arvoituksia on ns. Pioneer-anomalia, jossa avaruusluotaimet etenevät hitaammin aurinkokunnasta poispäin kuin Newtonin ja Einsteinin teoriat ovat ennustaneet. Metsähovin tutkijat ovat yhteistyössä hollantilaisen Joint Institute for VLBI in Europe:n (JIVE) kanssa kehittämässä uutta huipputarkkaa menetelmää arvoituksen ratkaisemiseksi. JIVEn tutkijat saivat idean käyttää pitkäkantainterferometriaa (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) tavalla, jolla jopa tähtitieteellisillä etäisyyksillä saavutetaan lähes yhtä tarkkoja asemointituloksia kuin GPS:llä. JIVE on kehittänyt ensimmäiseen testiversioon analyyttisiä työkaluja ja Metsähovi on puolestaan kehittänyt ohjelmiston laajakaistaisen radiodatan käsittelyyn. Uutta menetelmää työstetään yhä, mutta jo alustavat tulokset osoittavat sen olevan huomattavasti tarkempi kuin tähän asti käytössä olleet mittaukset.

Useita teorioita, jotka esimerkiksi laajentaisivat osia Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta, on ehdotettu selittämään painovoiman luonnetta sekä maailmankaikkeuden laajenemista. Jotta näitä teorioita voitaisiin arvioida käytännössä, tarvitaan tarkkoja mittauksia kappaleiden liikeradoista. Mittauskohteiksi soveltuvat erityisesti Euroopan avaruusjärjestön (European pace Agency, ESA) Cosmic Vision -ohjelman uudet luotaimet: ilmapallomissio Venukseen, Pioneer anomaliaa tutkivat painovoimaluotaimet ja useat Jupiteriin sekä Saturnukseen lähettävät luotaimet. Yksi haasteista on luotainten liikeratojen tarkka mittaaminen.

ESAn Venus Express luotainta (VEX) mitattiin Metsähovin radioteleskoopilla heinäkuussa 2008. Datankäsittelyllä saavutettiin 600 mikrohertsin resoluutio. Luotaimen seuraaminen ja vaihelukitus on nyt mahdollista jopa 15000 miljoonan kilometrin päässä (100 kertaa pidemmällä kuin aurinko sijaitsee maasta) tai jopa pidemmällä. Useita radioteleskooppeja käytettäessä pystytään seuraamaan vieläkin pidemmällä olevia luotaimia, kuten tulevia ESAn Pioneer anomaliaa tutkivia luotaimia sekä seuraamaan heikommin mitattavia luotaimia, kuten Venukseen lähettävää ilmapalloa.

JIVEn koordinoima projekti on ollut alustavaa työtä European Radio Astronomyn osallistumiseksi ESAn Cosmic Vision Programme -ohjelmaan, ja se on tehty läheisessä yhteistyössä ESAn VEX tiede- ja operointiryhmän kanssa. Työ pohjautuu aikaisempaan kokemukseen, jota on saatu VEGA/Giotto Pathfinder, Huygens ja Smart-1 VLBI kokeista.

Projektiryhmä:
J. Wagner(1), S.V. Pogrebenko(2), G. Molera(1), M. Uunila(1), J. Ritakari(1), A. Mujunen(1), I.M. Avruch(3), M. Perez Ayucar (4), L.I. Gurvits (2)Kiitokset: K. van't Klooster (5) ja H. Svedhem (5)

(1) - TKK, Metsahovin radiotutkimusasema
(2) - JIVE, Dwingeloo, Hollanti
(3) - S&T bv / LOFAR, Delft/Dwingeloo, Hollanti
(4) - ESA-ESAC, Madrid, Espanja
(5) - ESA-ESTEC, Noordwijk, Hollanti

Lisätietoja:
Jan Wagner, Puh. (09) 42832036, jwagner [at] kurp [dot] hut [dot] fi

Takaisin