Tuore akatemiaprofessori Karri Muinonen tutkii planeettakuntaa sironneen valon avulla

20.1.2021
Auringon valon siroaminen asteroideista, komeetoista, kuista tai planeetoista kertoo tarinaa kunkin kohteen koostumuksesta, rakenteesta ja pinnanmuodoista. Keskeistä on kaikkialla läsnä oleva kosminen pöly, kertoo akatemiaprofessoriksi valittu Karri Muinonen.

Suomen Akatemia on valinnut akatemiaprofessoriksi Helsingin yliopiston tähtitieteen professori Karri Muinosen, joka toimii myös Maanmittauslaitoksen tutkimusprofessorina. Uudet akatemiaprofessorit aloittavat viisi vuotta kestävän kautensa vuoden 2021 syyskuussa.

Akatemian rahoitus vapauttaa professorin aikaa tutkimustyöhön. Muinonen tutkii erityisesti Aurinkokunnan kohteiden koostumusta. Tutkimus perustuu kaikenlaisen sähkömagneettisen säteilyn – esimerkiksi radioaaltojen, näkyvän valon ja röntgensäteilyn –  vuorovaikutukseen materiaalin kanssa: säteilyn sirontaan, emissioon ja imeytymiseen, joka tunnetaan myös absorptiona. Esimerkki sironnasta on vaikkapa valon heijastuminen lumihangesta.

Sanansaattajia Aurinkokunnan alkuajoilta ja ulkopuolelta

Tummat, hiili- ja jääpitoiset asteroidit ja komeetan ytimet ovat jäänteitä Aurinkokuntamme alkuajoilta. Sääilmiöt, ilmasto ja elämä ylipäätään mylläävät Maata, mutta Aurinkokunnan pienkappaleet ovat pitkälti alkuperäisessä kuosissaan. Ne ovat aarreaittoja heille, jotka haluavat tietää, millaista täällä oli vuosimiljardeja sitten.

On hyvä tietää, mistä asteroidit on tehty, myös jotta niitä voi torjua. Asteroideista saadut havainnot kuten valon spektri kertovat asteroidien mineraaleista. Jotta uhkaava törmäys voidaan estää, täytyy kohteen kiertorata ja koostumus tuntea.

Muinonen kertoo innoissaan myös asteroidi ’Oumuamuasta ja komeetta Borisovista, ensimmäisistä löydetyistä oman Aurinkokuntamme läpi matkaavista pienkappaleista. Niiden materia on mahdollisesti peräisin jostakin muusta planeettakunnasta ja siksi erityisen kiinnostavaa.

Kuva kertoo kohteestaan

Nykyisillä kaukoputkilla saadaan taivaalta valtavasti uutta havaintoaineistoa. Ilmakehä estää etenkin röntgensäteilyn etenemisen – elämän onneksi – joten röntgenkameroita on lähetettävä avaruuteen.

Euroopan avaruusjärjestö ESAn Gaia-avaruusteleskooppi kerää parhaillaan tarkkaa dataa muun muassa asteroideista ultravioletin, näkyvän valon ja lähi-infrapunan alueella. ESAn ja Japanin avaruusjärjestön yhteinen BepiColombo-luotain röntgen- ja hyperspektrikameroineen on matkalla Merkuriukseen. Kun se lopulta vuonna 2026 asettuu Merkuriuksen kiertoradalle, yksi suurimmista kysymyksistä on, missä planeetan rauta sijaitsee. Erittäin tiheän planeetan pinnasta sitä ei ole löydetty.

Miten kohteesta voidaan päätellä kuvien perusteella niin monia ominaisuuksia? Tähän tarvitaan käänteis- eli inversio-ongelmaa ratkovia monimutkaisia menetelmiä, joiden osana ovat parhaat mahdolliset sironta-, absorptio- ja emissiomallit.  

Kun mallintaminen kehittyy, osataan entistä paremmin tarkentaa kokonaiskuvaa Aurinkokuntamme synnystä, nykyisyydestä ja tulevaisuudesta.

Tähtitieteen shakkitehtävät

Pian kuusikymmentä täyttävää Muinosta kiehtoi jo nuorena ajatus akateemisesta tutkimuksesta. Hän väitteli vuonna 1990 teoreettisesta fysiikasta, jolloin hän jo tutki ja tulkitsi sirontaa Helsingin yliopiston observatoriolla. Nykyään Muinonen vetää Helsingin yliopiston fysiikan osastossa planeettakuntaamme tutkivaa ryhmää.

Planeettakunnan kohteiden ratkaisemattomat sirontaongelmat olivat Muinoselle kiinnostava aihe, ja niiden kimppuun käytiin puhtaasta akateemisesta uteliaisuudesta ja henkilökohtaisesta haasteesta eikä niinkään hyöty tai työllistyminen mielessä.

Muinonen toivoo, että nuoret voisivat nykyäänkin heittäytyä pitkäjänteiseen tutkimustyöhön. Hänet vei mukanaan tähtitieteellisiin havaintoihin liittyvien avointen kysymysten pohtiminen, ja urapolku tähtitieteilijänä on kierrellyt useampien ulkomaanpestien kautta.

Vapaa-ajallaan Muinonen liikkuu huvikseen ja hyödykseen. Omakotitalossa riittää paraikaa lumitöitä. Kun uinti ja sulkapallo joutuivat koronan takia tauolle, houkutteli sauvakävely mukaansa.

Lisätietoja

Professori Karri Muinonen, Helsingin yliopisto ja Maanmittauslaitos, karri.muinonen@helsinki.fi, 050 415 5474

Lue lisää

Helsingin yliopistoon seitsemän uutta akatemiaprofessoria (17.12.2020)

Gaia-avaruusteleskooppi mittasi Aurinkokunnan kiihtyvyyden (3.12.2020)

Planeettakunnan tutkimus

Planetary system research group