Sata vuotta Turun yliopiston tähtitiedettä

Kuva: Professori Yrjö Väisälä ja observaattori, FM Liisi Oterma optisten teleskooppien peilien- ja linssienhiontalaitteiston äärellä. Vuosi on 1950. Kuva: Turun yliopisto, keskusarkisto

Tänä keväänä sata vuotta täyttävä Turun yliopiston tähtitiede on nykyään maailman huipputasoisten tutkimusyksiköiden joukossa. Mutta miten huipulle on tultu?

Tähtitieteen tulo Turun yliopiston oppiaineeksi 1920-luvulla oli yliopiston ensimmäisen fysiikan professorin Yrjö Väisälän ansiota. Tähtitiede kuului tuolloin Helsingin yliopistossa matemaattis-fysikaalisen opinto-ohjelmaan, ja tätä myös Väisälä käytti perusteena sille, miksi myös Turussa oli välttämätöntä opettaa tähtitiedettä. Siitä tuli vuonna 1924 ensimmäisiä oppiaineita yliopistossa, ja Yrjö Väisälästä Turun yliopiston ensimmäinen tähtitieteen professori.

Oterman komeetta teki turkulaisen tähtitieteen tunnetuksi

Väisälä perusti observatorion Turun Iso-Heikkilään, missä hänellä oli käytössään tieteen eturintaman laitteita. Pääinstrumentti oli 50-cm peilillä varustettu Schmidt/Väisälä teleskooppi, jonka periaatteen olivat toisistaan riippumatta keksineet virolainen Schmidt sekä Väisälä. Se oli laajakulmakaukoputki, joka soveltui hyvin uusien kohteiden etsintään taivaalla. Näitä olivat Väisälän tapauksessa pikkuplaneetat, joita löytyi sadoittain Väisälän tutkimuksissa. Apulaisekseen hän sai Liisi Oterman jo 1930-luvulla.

Pikkuplaneettojen lisäksi Väisälä ja Oterma tutkivat komeettoja. Yksi näistä tuli tunnetuksi Oterman komeettana. Komeetalla oli varsin erikoinen rata, koska se tuli lähelle Jupiteria, joka puolestaan muutti rataa niin, että komeettojen radoissa tavallisesti havaittu jaksollisuus hävisi.

Tässä työssä vaadittiin ns. kolmen kappaleen probleeman ratkaisemista. Kappaleet olivat aurinko, Jupiter ja komeetta, ja tehtävä oli laskea komeetan liike tässä komplisoidussa painovoimakentässä. Tämä lasku on edelleenkin hyvä esimerkki Väisälän ryhmän aikaansaannoksista.

Uusien kaukoputkien kehittäminen ensiaskel digitaalisessa kuvauksessa

Iso-Heikkilän observatorio, lähellä Turun satamaa, jäi keskelle laajenevaa kaupunkia, eikä se enää sodan jälkeen ollut sopiva paikka tähtitieteellisiin mittauksiin. Kaupungin valot häiritsivät. Väisälä päätti siirtää observatorion Piikkiön Tuorlan kartanon maille. Kartano oli tuolloin Turun yliopiston hallussa, ajatuksena oli perustaa sinne maatalous-metsätieteellinen tiedekunta.

Tiedekunta ei toteutunut, mutta Väisälä sai kartanosta kahden hehtaarin tontin uudelle observatoriolle. Siihen aikaan Piikkiön valaistus oli vähäistä, eikä se häirinnyt mittauksia. Tuorlan tähtitieteellis-optillinen tutkimusasema perustettiin 1952 erilliseksi laitokseksi tähtitieteen laitoksen rinnalle.

Väisälä jäi eläkkeelle professuurista 1951, minkä jälkeen hän toimi vasta perustetun Suomen Akatemian akateemikkona ja jatkoi työtään uudella tutkimusasemalla kuolemaansa asti vuonna 1971.

Tutkimus siis jatkui, vaikka tähtitieteen opetus Turun yliopistossa keskeytyikin kymmeneksi vuodeksi. 1962 Liisi Oterma valittiin Väisälän seuraajaksi tähtitieteen professorina ja hänen kautensa jatkui vuoteen 1978.

Oterman kaudelle leimallisia olivat uusien kaukoputkien kehittäminen, mikä mahdollisti siirtymän valokuvausmenetelmästä valosähköisiin mittauksiin. Tämä oli ensi askel kohti digitaalista kuvausta, joka tosin tuli käyttöön vasta myöhemmin. Tässä kehitystyössä hänen tärkeitä apulaisiaan olivat Aimo Niemi ja Tapio Korhonen. Myös Vilppu Piirola viranhoitajana Oterman jälkeen teki tärkeää kehitystyötä.

Tämän jälkeen tähtitieteen professuuri tuli taas vakinaiseen täyttöön, ja luultavasti koska olin työssäni käyttänyt Schmidt/Väisälä -teleskooppia ja laskenut komeettojen ratoja Oterman tyyliin, asiantuntijat pitivät minua sopivimpana seuraajana Väisälälle ja Otermalle. Samalla minut nimitettiin Tuorlan observatorion pysyväksi johtajaksi, missä ehdinkin sitten olla 30 vuotta.

Kansainvälinen yhteistyö uudelle tasolle

Tähtitiede toimi 80-luvulla yliopistossa hyvin vaatimattomissa puitteissa. Vaikka teleskooppeja oli, ne alkoivat jäädä kansainvälisessä kehityksessä pienenpuoleisiksi. Mikä Väisälän aikana oli ollut eturintamassa, se ei ollut sitä enää 50 vuotta myöhemmin.

Käänteentekeväksi muodostui liittyminen yhteispohjoismaiseen kaukoputkihankkeeseen nimeltä NOT (Nordic Optical Telescope) 1980-luvun lopulla. Suomen tehtäväksi tuli toimittaa kaukoputken optiikka, ja lasiaihioiden hionta tehtiin Tuorlassa Tapio Korhosen johdolla.

NOT-teleskoopissa on 2.5-metrin läpimittainen pääpeili, joten se kerää valoa yli 6 kertaa tehokkaammin kuin suurin Tuorlassa sijaitseva metrin kaukoputki. Lisäksi NOT:n etuna on sen sijainti Kanarian saarten La Palman vuorenhuipulla, missä sää on yleensä hyvä ja taivas pilvetön, ja tähdetkin erottuvat terävämpänä kuin Suomen ilmasto-olosuhteissa. Viime aikojen järjestelyissä NOT-teleskoopin hallinta on siirtynyt viideltä Pohjoismaalta Turun ja Århusin yliopistoille.

Se jatkaa edelleenkin yhtenä maailman mittakaavassa keskisuurena teleskooppina, ja toimii myös tärkeänä opetusvälineenä Turun yliopiston tähtitieteessä.

Myös teoreettinen tähtitiede lähti uusille urille: mukaan tulivat mm. kaksoismusta-aukkojen tutkimus sekä kosmologia, oppi maailmankaikkeudesta kokonaisuudessaan. Lisäksi jatkui kolmen kappaleen ongelman tutkimus.

Näistä töistä seurasi akatemianimityksiä ja Tuorlasta tuli tärkeä Akatemian tutkimuslaitos, missä Akatemian osuus kolminkertaisti tutkimushenkilökunnan. Turun yliopiston tähtitiede toimi näissä puitteissa aina vuoteen 2010, joka oli seuraava merkkipaalu oppiaineen historiassa.

Turun yliopiston tähtitiede jatkaa kasvuaan ja nousee huipulle

Suomi liittyi yleiseurooppalaiseen tähtitieteen organisaatioon ESOon (European Southern Observatory) vuonna 2004. Organisaation teleskoopit sijaitsevat eteläisellä pallonpuoliskolla Chilessä, missä ilmasto tähtitieteen kannalta on jopa parempi kuin Kanarian La Palmalla.

ESOn suuri jäsenmaksu herätti kysymyksen siitä, miten jäsenyyttä voitaisiin parhaiten edesauttaa koko valtakunnan mittakaavassa. Keskusteluissa neljän tähtitiedettä harjoittavan korkeakoulun välillä päätettiin perustaa valtakunnallinen tutkimusyksikkö, ja parhaana pidettiin sen sijoittumista Turun yliopistoon.

Näin syntyi Suomen ESO-keskus, joka tunnetaan lyhenteellä FINCA (Finnish Centre for Astronomy with ESO). Tämä toi suuren positiivisen harppauksen tähtitieteen resursseihin paitsi Turun yliopistossa myös Aalto-yliopistossa, Helsingin yliopistossa ja Oulun yliopistossa. FINCAn ensimmäisen ja pitkäaikaisen johtajan Jari Kotilaisen seuraajana on juuri aloittanut Petri Väisänen, joka siirtyi tänne Etelä-Afrikan tähtitieteellisen observatorion (South African Astronomical Observatory, SAAO) johtajan paikalta tuoden mukanaan lisää kytkentöjä yhteistyöhön maailman suurimpien observatorioiden kanssa. FINCAn tavoitteena kansallisen tähtitieteen tutkimuksen ja koulutuksen edistämisen lisäksi on myös suomalaisen teollisuusyhteistyön kasvattaminen osallistumalla ESOn suuriin seuraavan sukupolven teknologiaprojekteihin. Tämä sopii hyvin yhteen myös Väisälän 100 vuotta sitten aloittaman, ja NOT:lla jatkuneen kehityskulun kanssa, jossa turkulainen ja suomalainen tähtitiede kulkevat teknologian etukärjessä.

Samalla tähtitieteen tutkimusalue on laajentunut käsittämään kaikkea ”maan ja taivaan välillä” ja tieteellinen aktiivisuus on huippuluokkaa. Esimerkiksi viime vuonna tähtitieteen professorien Juri Poutasen ja Seppo Mattilan tutkimusryhmät sekä FINCAn tutkijat julkaisivat yhteensä yli 140 huipputason tieteellistä tutkimusta, missä käsiteltiin mm. luhistuneita tähtiä ja luhistumisiin liittyviä räjähdyksiä, sekä supermassiivisia mustia-aukkoja ja galaksien kehitystä. Useat julkaisuista ilmestyivät luonnontieteiden arvostetuimmissa lehdissä, Naturessa ja Sciencessa.

Sata vuotta täyttävää Turun yliopiston tähtitiedettä juhlistetaan Turun yliopistossa kevään aikana. Lisäksi Yrjö Väisälää ja Tuorlan Observatorion historiaa esittelevä museo avaa ovensa yleisölle toukokuun 18. päivä kello 14 Avaruuspuisto Väisälässä Tuorlassa.

 Mauri Valtonen

Kirjoittaja on tähtitieteen emeritusprofessori.

 

> Lue lisää tähtitieteen tuloksista Turun yliopistossa