Matti Helin:
Zeniitin toimitus sai ilon haastatella Minna Palmrothia, laskennallisen avaruusfysiikan professoria Helsingin yliopistosta.
Työkseen Minna tutkii ja mallintaa avaruuden olosuhteita ja ilmiöitä sekä opettaa plasmafysiikkaa. Hän johtaa myös Suomen Akatemian tutkimuksen huippuyksikköä.
Viimeisin projekti on tehdä opaskirja revontulista.
Miksi juuri tämä aihe kiinnostaa sinua? Mistä sait alkusysäyksen avaruussään tutkimiseen?
Fysiikka on tieteenala, joka selittää, miten maailma toimii. Minua on aina kiinnostanut se. Työni on siis selvittää, miten maapallon lähiavaruus toimii. Alkusysäys fyysikon uralle oli luonnonilmiöiden ihmettely lapsena, esimerkiksi kuurapuut ja purot. Koulussa opin, että niiden prosesseja voi ymmärtää ja oppia ennustamaan; sen jälkeen asiat tapahtuivat enemmän tai vähemmän järjestyksessä, ja nyt olen siis avaruusfyysikko.
Viimeisimpänä projektinasi on par aikaa tekeillä oleva kirja revontulimuodoista. Keitä tähän projektin työryhmään kuuluu? Entä millainen työnjako teillä on?
Lisäkseni Jouni Jussila ja Markus Hotakainen. Minä vastaan projektista yleensä sekä avaruusfysiikan ja revontulien taustatiedosta, Jouni on revontulikuvaaja ja myöskin avaruusfyysikko koulutukseltaan ja hän vastaa kuvausasioista ja revontulimuotojen tunnistamisesta. Markus Hotakainen taas tietää kaiken avaruuskirjojen tekemisestä, joten hän on kirjan käytäntöasioista vastuussa.
Mitä kautta kirjan rahoitus saatiin?
Haimme Suomen Kulttuurirahastolta apurahaa.
-Mistä idea kirjaan syntyi?
Idea syntyi Revontulikyttääjät –nimisessä Facebook-ryhmässä. Muutama vuosi sitten ryhmän ylläpitäjät ottivat yhteyttä, ja pyysivät, voisinko aina välillä kertoa revontulien taustoista ryhmäläisille. Huomasin ensinnäkin, että ryhmäläisten revontulitietous on paljon edistyneempää kuin nykyisten revontulikirjojen sisältö, ja toisaalta että selitin aika usein samoja asioita, kun ryhmään liittyy koko ajan paljon uutta väkeä. Olisi kätevää, jos vastaukset ryhmäläisten useimmin kysymiin kysymyksiin olisivat samassa paikassa, ja vielä että paikka olisi bongausreissulla saatavilla, vähän niin kuin sienireissuilla tarvitaan sienikirjaa.
-Kenelle toivotte kirjasta olevan hyötyä?
Revontulethan ovat paitsi hieno taivaallinen näytelmä, niin niiden taustalla on todella kiehtovaa fysiikkaa. Ehkä revontulien bongaus voisi tulla mielekkäämmäksi, jos tietää hiukan taustoista, ja erityisesti miten harvinaisia havaitut revontulet ovat. Tässä on vähän sama ajatus, että jos näkee valkoselkätikan, niin osaa arvostaa näkemäänsä, kun tietää miten harvinainen kyseinen lintulaji on. Toisaalta erityisesti Jouni Jussilan, kokeneen revontulikuvaajan motivaationa oli selvittää revontulien yleistä käyttäytymistä, niin että bongaus ei jää kesken. Tietyistä muodoista voi päätellä, että vielä ei kannata pakata kamoja ja lähteä kotiin, vaan kannattaa vielä jäädä kyttäämään. Sitten toisaalta revontulien perässä hiihtävät turistithan ovat myös yksi kohderyhmä. Tällaista kirjaa ei vielä ole olemassa, vaikka yleensä revontulikirjoja on kyllä erilaisia.
-Miten eri revontulimuodot selitetään kirjassa (esimerkkikuvat, ilmiöiden yleisyys, värien muodostuminen…)?
Kirjaan tulee ensin johdanto, ja sitten erilaiset muodot ja värit bongaushaasteena. Ensin kerrotaan värin tai muodon tunnistamisen periaatteet, ja samassa yhteydessä lyhyesti muodon fysikaalinen tausta. Tunnistamisesta kerrotaan ainakin yleisyys ja paras maantieteellinen bongauspaikka. Jokaiseen bongaushaasteeseen tulee esimerkkikuva. Kirjan lopussa on asiaa revontulien ennustamisesta.
-Kirjan kuvitus on tarkoitus tehdä keräämällä kuvia harrastajilta, eli kyseessä on niin kutsuttu Citizen Science- lähestymistapa. Miksi päädyitte tähän?
Citizen Science –lähestymistavalla tarkoitetaan sitä, että kansalaiset tulevat mukaan tieteelliseen tutkimukseen. Esimerkkejä tällaisesta on vaikkapa SETI@home –projekti, missä ihmisset voivat käyttää tietokonekapasiteettiaan ulkoavaruuden signaalien läpikäymiseen. Citizen Sciencea on pidetty hyvänä tapana levittää tieteellistä maailmankuvaa tänä ”fake news” –aikakautena. Mutta tässä kirjaideassa ei alkuun ollut tällaista hiukan ylevämpää ajatusta, vaan aivan käytännöllinen: Revontulikyttääjien kuvat ovat todella hienoja ja laadukkaita, ja olisi hienoa esittää heidän otoksiaan kirjassa esimerkkeinä. Lisäksi jos Revontulikyttääjät oppisivat muutaman perusjutun revontulista, niin tästä yhteistyöstä voisi myöhemmin avautua tie tieteellisiin tutkimuksiinkin. Yhtenä esimerkkinä, tosin aika vaikeana, on koko polaarialueen ylittävät revontulet. Tutkijat ovat erimielisiä siitä, minkä värisiä maasta havaittavat tulet voisivat olla, koska niitä havaitaan satelliiteilla. Jos niistä onnistuisi nappaamaan kuvia, niin siitä saisi heti pari tieteellistä julkaisua. Muitakin tällaisia esimerkkejä löytyy. Mutta oikeastaan vastaus on vain yksinkertaisesti: Citizen Science -lähestymistapa tuntui hauskalta ja motivoivalta.
Miten kirjaprojektista on tiedotettu harrastajia?
Facebook-sivuilla pelkästään, ei muualla.
Kuinka paljon suunnilleen olette saaneet kuvaviestejä? Vaikuttaako, että kirjan kuvitus tulee onnistumaan? Onko joku revontulimuoto, jota mahdollisesti on hankala löytää?
Näyttäisi olevan lähemmäs sata tällä hetkellä! (27.3.2018. toim.huom) Kuvitus tulee varmaankin onnistumaan ainakin osittain. Mutta on varmasti kuvia, joita on tosi vaikea löytää. Erityisesti päiväpuolen revontulet kaamosaikaan on varmaan tosi hankala bongata. Ja sitten on tietenkin superharvinaiset kaaret, joista ei ehkä löydy helposti kuvia.
-Entä onko olemassa revontulimuotoja, joita tähän kirjaan ei valikoitu? Miksi?
Jotkut muodot ovat sellaisia, että niistä ei voi yksiselitteisesti sanoa, mistä ne johtuvat. Vähän niin kuin tapaisi metsässä sienen, joka voi olla valkokärpässieni tai sitten suppilovahvero. Koska niiden yksilöiminen on vaikeaa, myös niiden tunnistaminen on vaikeaa, koska aika moni virhelähde tulisi osata kuvaushetkellä sulkea pois. Halusimme kuitenkin pitää tässä tieteellisen lähestymistavan, eli että ei sitten laitettaisi kuvia, joista emme oikein osaa sanoa mitään.
-Onko revontulista löytynyt lähiaikoina jotakin uutta, outoa tai muuten yllättävää
No tässä pitää tietenkin mainita ensin ns. Steve-kaari, joka on kanadalaisten revontulibongareiden havainto. Siitä saatiin Citizen Science –kampanjalla paljon havaintoja, jonka jälkeen eräs kanadalaisprofessori onnistui löytämään satelliittidataa kaaren kohdalta. Selvisi, että Steve ei oikeastaan ole revontuli siinä mielessä, että sen valo ei tule pommittavien hiukkasten virittämistä ilmakehän atomeista, vaan sen syntymekanismi liittyy ilmakehän kuumentumiseen. Ilmiön ei osattu arvata näkyvän maasta käsin, joten sitä ei ole aiemmin ymmärretty yrittää kuvata.
Mutta itselleni hienoin ja jännittävin revontuliaiheinen mysteeri on aiemmin mainitsemani napakalotin ylittävät kaaret, joiden syntymekanismia ei ole tähän mennessä pystytty selvittämään. Olen yhteistyössä tämän aiheen maailman johtavan tutkijan kanssa, ja hänellä on uusi selitys kaarien syntyyn. Teoria ja siihen liittyvä satelliittihavainto julkaistiin pari vuotta sitten korkealle arvostetussa Science-lehdessä. Viime vuonna onnistuimme ainakin alustavasti mallintamaan kaaren syntyyn johtavaa fysiikkaa uudella Vlasiator-mallilla, joka on ryhmäni kehittämä maailman tarkin avaruuden olosuhteita kuvaava koodi. Meillä on nyt tekeillä julkaisu aiheesta. Tietenkin on hyvin epätodennäköistä, että joku bongaisi tuon kaaren tai osan siitä, mutta ei se ole mahdotonta. Sellaisen näkeminen maasta olisi todella hienoa!
-Onko olemassa jotakin revontulimuotoa tai vastaavaa, joka teoreettisesti on ajateltu olevan mahdollinen mutta jota ei ole käytännössä vielä todennettu?
Yleensä revontulitutkimus menee niin päin, että havaitaan joku muoto taivaalla, ja sitten yritetään ymmärtää, mistä teoriasta se johtuu. Toisinpäin ei tule mieleen esimerkkejä revontulimuodoista. Sen sijaan voisi mainita klassisen revontulialimyrskyn, missä tavalla tai toisella maapallon yöpuolella magneettikehän pyrstö venyy ja katkeaa. Tähän katkeamiseen liittyy hienoja revontulia. Katkeamiseen on ehdotettu kahta eri teoriaa, toinen liittyen magneettikenttien suuntiin ja toinen plasmojen epästabiilisuuksiin. Mutta katkeamista ei ole vielä koskaan onnistuttu todentamaan havainnoista yksiselitteisesti, koska satelliitti ei ole koskaan oikeassa paikassa oikeaan aikaan ja maanpintahavainnoista ei suoraan voi päätellä avaruuden olosuhteita. Tämä on yksi syy siihen, että halusin Vlasiatorin kaltaisen mallin, koska se vastaa tilannetta, missä on 300 km välein satelliitti koko maapallon lähiavaruudessa. Saimme jo alustavia tuloksia tästä viime vuonna, mutta edelleenkään ei yksiselitteisesti, koska Vlasiator ei vielä ole kolmiulotteinen. Kun saamme sen kolmiulotteiseksi, meinaamme räjäyttää pankin ja selittää, mistä tässä kaikessa on oikein kysymys.
-Koska kirjaa on lupa odottaa julkaistavaksi?
Syksylle jo! Meillä on kiire…
Entä onko tulevaisuudessa lupa odottaa lisää Citizen Science -tyyppistä toimintaa (kirjat, tutkimus, muu yhteistyö…)
Tämä olisi hauskaa kyllä!
Kiitos ajastasi Minna!
Jos sinua kiinnostaa lähettää kuviasi ehdolle kirjaan, se onnistuu seuraavasti:
Kirjaan saa lähettää kuvia 15.4.2018 asti. Ohjeet kuvien kategorisointiin löytyvät tästä pdf -tiedostosta.
Kuvat tulee lähettää osoitteeseen bongauskuvat@gmail.com