Ennustaako 300-vuotias laki eksoplaneettojen ratoja?
Optisten apuvälineiden avustaman tähtitieteen ottaessa vielä ensiaskeleitaan, 1700-luvun alkupuoliskolla tunnettiin 17 Aurinkokunnan planeettaa. Tuolloin kaikkia suurempia Aurinkokunnan kappaleita kutsuttiin planeetoiksi, mikä olisi lähinnä linjassa geofysikaalisen planeetan määritelmän kanssa. Sen mukaan planeettoja tunnetaan nykyään ainakin 36, kun kutsumme suurimpia kuita sekundäärisiksi planeetoiksi. Oli kuitenkin jo selvää, ettemme tunteneet jokaista järjestelmämme planeettaa ja tutkijat ymmärsivät, että Aurinkokunnassa saattoi piillä vielä monia tuntemattomia kappaleita. Tähtitieteilijät olivatkin huomaavinaan systematiikkaa planeettojen radoissa. Aivan kuin radat noudattaisivat jonkinlaista matemaattista lainalaisuutta ja laskentakaavaa, jonka perusteella planeettojen rataetäisyydet olisi helppoa muistaa. Jokin mekanismi oli saanut planeetat järjestymään kiertoradoille ihmisen selvitettävissä olevan säännön mukaisesti. Mutta mikä sellainen sääntö voisi olla?
Vuosisadan loppupuoliskolla Johann Daniel Titius ehdotti lainalaisuutta, jossa hän jakoi Saturnuksen ja Auringon välisen etäisyyden sataan yhtä pitkään pituusmittaan. Silloin Merkurius olisi 4 mitan etäisyydellä, Venus 4+3 mitan etäisyydellä Auringosta ja Maa 4+6 mitan etäisyydellä. Edelleen, Mars olisi 4+12 mitan päässä, Jupiter 4+48 mitan ja Saturnus itse 4+96 mitan päässä. Numerot on tarkoituksella kirjoitettu summiksi, joissa jokaisessa on asetettu Merkuriuksen etäisyys, 4 mittaa erikseen. Silloin jokaisen muun planeetan etäisyys lasketaan lisäämällä Merkuriuksen etäisyyteen luku 3 kerrottuna luvulla 2 niin monta kertaa kuin planeetan järjestysnumero edellyttää, jos vain Venukselle annetaan järjestysnumeroksi 0. Tässä hämmentävässä laskukaavassa on tavallaan kyse numerologiasta, jossa etsitään planeettojen rataetäisyyksiin sopiva numeroleikki, mutta koska kaava on hämmästyttävän tarkka ja planeettojen todelliset etäisyydet poikkeavat siitä korkeintaan vain muutamia prosentteja, se sai jonkin verran huomiota aikakauden astronomien keskuudessa. Niin Titius kuin hiukan myöhemmin Johann Elert Bode pitivät ilmeisenä, että vaikka etäisyydellä 4+24 ei kuitenkaan ollut tunnettua planeettaa, kyse oli vain siitä, että sellaista ei oltu vielä onnistuttu havaitsemaan. Lakia ei silti pidetty kovinkaan tärkeänä, vaan sen arveltiin olevan ehkäpä vain sattuman tuotosta.
Tilanne kuitenkin muuttui Uranuksen löydyttyä suunnilleen etäisyydeltä 4+192 vuonna 1781. Vuonna 1801 löydetty Ceres puolestaan sattui lähes täsmälleen Marsin ja Jupiterin väliin jääneeseen aukkokohtaan etäisyydellä 4+24. Tuolloin laki vaikutti sopivan tunnettuihin planeettoihin ja samalla onnistuneen ennustamaan kaksi uutta Aurinkokunnan planeettaa, mikä sai luonnollisesti tähtitieteilijät arvelemaan lain taustalla voivan piillä jotakin fysikaalista tietoa planeettakuntamme rakenteesta. Vaikka se ei enää soveltunut tuleviin löytöihin erityisesti Neptunuksen poiketessa valtavasti ennustetusta, Titius-Boden laki jäi ehkäpä yksinkertaisuutensa ja historian menestyksensä vuoksi elämään astronomien keskuuteen ikään kuin kulttuuriperintönä, eikä sitä unohdettu tulevina vuosisatoina. Siitä tuli osa tähtitieteilijöiden kertomakirjallisuutta, ja laki otetaan toisinaan edelleenkin puheeksi käsiteltäessä yliopiston peruskurssilla tähtitieteen historiaa. Modernina aikakautena lakia ja sen monia variaatioita on myös koetettu soveltaa eksoplaneettajärjestelmiin. Sovelluksia on tuskin koetettu siksi, että olisi uskottu niiden voivan osua oikeaan, vaan ennemminkin siksi, että laskut ovat varsin helppoja.
Titius-Boden laki on oikeastaan vain yksinkertainen eksponentiaalisen kasvun laki, joka sanoo, että planeettojen väliset etäisyydet kasvavat joka askelmalla samalla kertoimella. Historiallisesti, puhuttaessa Aurinkokunnasta, kertoimena on ollu luku 2, vaikka monia muitakin arvoja on ehdotettu. Helpointa on kuitenkin vain määrittää luku planeettakunnasta sovittamalla matemaattisesti eksponentiaalisen kasvun käyrä planeettojen rataetäisyyksiin. Silloin Aurinkokunnan kertoimeksi saadaan noin 1.72 tai hiukan enemmän, riippuen valitusta laskutavasta. Ja koska Aurinkokunnan planeettojen rataetäisyydet sopivat tällaiseen eksponentiaaliseen lakiin niin kovin hyvin, on tavallaan luonnollista kysyä kuinka hyvin sellaiset lait voisivat ennustaa eksoplaneettajärjestelmien rakennetta.
Ennusteita onkin koetettu tuottaa. Kepler -avaruusteleskoopin ensimmäisten havaintojen jälkeen usean planeetan järjestelmiä on tunnettu jo kymmeniä ja yleistetyn Titius-Boden (YTB) lain pohjalta on ennustettu kymmenien planeettojen olemassaolo tunnetuissa järjestelmissä (1). Ennusteiden ongelmana on kuitenkin se, että vaikka niiden varmentaminen ei tarkemmilla havainnoilla onnistuisikaan, voidaan aina sanoa, että ennusteen mukaisella radalla oleva planeetta on vain liian pieni havaittavaksi vaikkapa ylikulkumenetelmällä. Vaikka ennustettujen planeettojen olemassaolo olisikin joskus mahdollista sulkea pois tarkastelemalla planeettakunnan stabiiliutta ja osoittamalla, että ennustetulla rataetäisyydellä ei ole stabiileja ratoja, sellaiset tilanteet eivät ole kovinkaan yleisiä. Yhden selvän poikkeuksen tarjoaa harvinainen planeettakunta Gliese 876, jossa poikkeuksellisesti kaksi jättiläisplaneettaa kiertää pientä punaista kääpiötähteä hyvin lähellä sekä tähteä että toisiaan. Planeetat ovat resonanssiradoilla, joilla ulompi kiertää tähden kerran aina sisemmän kiertäessä sen kahdesti. Se on ainutlaatuinen planeettakunta, jonka herkkä tasapainotila ja voimakkaat planeettojen väliset vetovoimat suistaisivat YTB ennusteiden mukaiset sisemmät planeetat välittömästi radoiltaan. Voidaan siis olla varmoja, että minkäänlainen YTB laki ei sovellu Gliese 876 tähden kiertolaisiin.
Toiset tähtitieteilijät ovatkin koettaneet varmentaa YTB-lakien tuottamia ennusteita, koska ennusteita tuottaneiden hypoteesien osoittaminen vääriksi on yksi ehkäpä tärkeimpiä tapoja edistää tieteellistä tutkimusta. Käytyään läpi havaintoja kymmenistä järjestelmistä, joille oli tehty ennusteita uusista planeetoista, tutkijat havaitsivat ennusteisiin sopivia uusia planeettoja vain kourallisen. Tulos sai heidät tylysti toteamaan YTB ennusteiden olevan todellisuudessa luotettavuudeltaan kyseenalaisia (2). Toteamus tarkoittaa käytännössä sitä, että ennustettu planeetta voi joskus olla olemassa, pääasiassa ei, mikä tekee ennusteesta lähinnä arvauksen ja melkoisen perusteettoman pohjan jatkotutkimuksille.
Asiassa on kuitenkin muutakin. Planeetat ovat nimittäin tyypillisesti suunnilleen samassa ratatasossa, joka on vain hyvin harvoin täsmälleen tähden ja havaintolaitteidemme välillä. Planeettojen ratataso voi olla mitä vain, mutta niiden havaitseminen on mahdollista vain siinä harvinaisessa tilanteessa, jossa planeetat kulkevat meidän näkökulmastamme katsottuna tähden editse. Silloin tähteä lähimpänä kiertävät planeetat ovat todennäköisemmin havaittavissa ja kaukaisempien planeettojen ylikulkutodennäköisyys pienenee sitä pienemmäksi mitä kauempana ne ovat. Se taas tarkoittaa, että kaikkia järjestelmien ulko-osiin ennustettuja planeettoja ei voikaan havaita, vaikka ne olisivatkin olemassa. Huomioimalla tämä korjaus, ja vaikka kaikki tähtitieteilijät eivät olekaan samaa mieltä, YTB laeilla saattaa sittenkin olla jonkinlainen tilastollinen ennustevoima (3).
Kyse on kuitenkin pohjimmiltaan siitä, että planeettakuntien muodostuessa planeettojen radat voivat olla vain niin lähellä toisiaan kuin järjestelmän stabiiliuden puitteissa voivat, mutta eivät yhtään lähempänä. Mikä voidaan tulkita Titius-Boden lakien kaltaisena järjestelmällisyytenä, onkin todellisuudessa vain planeettojen pakkautumista planeettakuntiin sellaisille radoille, joilla ne voivat kiertää tähtiään pitkiä aikoja. Muussa tapauksessa syntyy kaoottista käyttäytymistä ja planeetat joko törmäilevät toisiinsa tai tähteensä tai sinkoutuvat ulos järjestelmästä. Sellaisia planeettakuntia emme tietenkään voi olla havaitsemassa, koska ne ovat jo tuhoutuneet.
Tiedämme eksoplaneettakunnista ainakin sen, että niiden planeetat ovat tosiaan likimain tasaisin välimatkoin tähtiensä kiertoradoilla (4). Lisäksi planeettakunnissa on tyypillisesti korostetusti samankokoisia planeettoja ja harvemmin suuria kokoeroja. Se vaikuttaa hämmästyttävältä suurten kokoerojen Aurinkokunnasta katsottuna mutta Aurinkokunta ei olekaan täyteen pakattu järjestelmä, koska jättiläisplaneetat ovat vetovoimillaan estäneet tiiviin sisäplaneettakunnan synnyn. Samankaltaiset planeettojen koot johtavat kuitenkin siihen, että planeetat voivat olla suunnilleen tasaisin välimatkoin radoillaan — Gliese 876 järjestelmässä onkin hyvin poikkeuksellisesti Jupiteria massiivisempia planeettoja yhdessä pienten kiviplaneettojen kanssa.
Voidaan siis sanoa, että Titius-Boden laki heijastaa jotakin todellista planeettakunnista, vaikka sitä ei voidakaan pitää hyödyllisenä koetettaessa vaikkapa ennustaa millaisilla radoilla uusia planeettoja voisi todennäköisimmin löytyä. Siksi se pysyy luultavasti tulevaisuudessakin tähtitieteen perinteenä ja esimerkkinä ensimmäisistä yrityksistä ymmärtää miten planeetat valikoivat ratansa. Todellisuus vain on monin verroin yksinkertaisia laskukaavoja mielenkiintoisempi.
Journalistinen kysymykseksi muotoiltuja otsikkoja koskeva Betteridgen laki sanoo, että oikea vastaus on aina yksiselitteinen ”ei”. Laki pitää tälläkin kerralla paikkansa. Kirjoitus on julkaistu ensimmäisenä Tähtitieteellinen yhdistys Ursan blogissa Eksoplaneetta hukassa.
Lisää aiheesta
Lähteet
- Bovaird & Lineweaver 2013. Exoplanet predictions based on the generalized Titius–Bode relation. MNRAS, 435, 1126.
- Huang & Bakos 2014. Testing the Titius–Bode law predictions for Kepler multiplanet systems. MNRAS, 442, 674.
- Bovaird et al. 2015. Using the inclinations of Kepler systems to prioritize new Titius–Bode-based exoplanet predictions. MNRAS, 448, 3608.
- Gilbert & Fabrycky 2020. An Information Theoretic Framework for Classifying Exoplanetary System Architectures. The Astronomical Journal, 159, 281.
Viimeinen tutkimusmatka, osa 3
Pakkasen vuosittain kylmettämässä maassa sitä ei tule ajatelleeksi, miten subtrooppisilla alueilla on aivan omat ongelmansa. Kun maa ei jäädy, ja lämpötilakin putoaa pakkasen puolelle vain muutamana talvisena yönä, on eläinmaailman pienillä sankareilla yksi ongelma vähemmän — kylmältä ei juuri tarvitse suojautua. Se voi kuitenkin olla ihmisille kiusallista, koska paikallisiin hämähäkkieläimiin kuuluu esimerkiksi jalkojen kärkiväliltään viisitoistasenttinen chilentarantula (Grammostola rosea). Vielä kiusallisempi kotien kutsumaton vieras on myrkyllinen ruskohämähäkki (Loxosceles laeta), jonka purema saa ihokudoksen kuolioon ja voi aiheuttaa muutamassa tapauksessa sadasta jopa kuoleman, jos myrkkyä pääsee verenkiertoon. Se on kuitenkin vain yksi tapa, jolla ilmasto-olosuhteet ja maantiede vaikuttavat ihmisiin. Ei silti ole syytä hukata aikaa peläten kohtaamisia kahdeksanjalkaisten eläinmaailman edustajien kanssa. Tyypillisesti ne haluavat joka tapauksessa piilotella jossakin suojaisassa lattianlistan raossa tai ulkona seinän halkeamissa. Vaatteiden jättämistä läjään lattialle piilopaikkoja luomaan on kuitenkin vältettävä.
Katsomme kaukana vihreän laakson tuolla puolen kohoavaa betonihelvettiä, jonka yläpuolella leijuu sankan savusumun muodostama ruskea sumukerros. Santiagon keskustan ilma ei ole parantunut huolimatta kaupungin johdon pyrkimyksistä vähentää liikennettä ja päivittää lämmitysjärjestelmiä kivihiiltä ja puuta polttavista pannuista puhtaammiksi ja modernimmiksi. Kaupunki kyllä puhdistuu, mutta prosessi on suorastaan kivuliaan hidas. Ilma ei ole varsinkaan keskikesällä terveellistä keuhkoille, mutta syynä ei suinkaan ole vain fossiilisten polttoaineiden ja puun poltto, vaan myös maantiede. Santiago sijaitsee vuorten ympäröimässä, laajassa kattilalaaksossa, johon Pedro de Valdivia, espanjalainen konkistadori, sen perusti 1500-luvun puolessa välissä huolimatta paikallisten alkuperäisasukkaiden sinnikkäästä vastustuksesta. Ongelmia aiheuttavat myös jokakesäiset maastopalot kaupungin lähistöllä. Niiden savu saattaa jäädä leijumaan laakson päälle uhkaavaksi pilveksi päivien ajaksi jopa palojen jo tultua sammutetuiksi.
Keväinen ilma on kuitenkin lempeä, eikä ilmassa ole liiaksi ilmansaasteiden tunkkaisuutta. Kuin merkiksi raikkaasta aamusta, monet keskustan kadut ovat saaneet purppuranvärisen hunnun, kun jakarandat (Jacaranda mimosifolia), Argentiinasta peräisin olevat kadunvarsien puut, kukkivat täydessä loistossaan. Kyse on vettä armotta muilta puulajeilta rosvoavasta vieraslajista, mutta siitä pidetään puun kauniin kukinnan ja sitkeyden vuoksi.
Saliin on kokoontunut kolmisenkymmentä tähtitieteen tutkijaa ja opiskelijaa. Tarkkailen heidän sekalaista joukkoaan minut seminaariin kutsuneen Jose Prieton ja professori James Jenkinsin vuoroin kertoessa lyhyesti kuulijoille kuka oikein olen. Puhun tunnin verran niistä teknisistä yksityiskohdista, jotka on otettava huomioon mallinnettaessa tähdenpilkkujen vaikutusta tähdistä tehtyihin havaintoihin. Mainitsen myös lyhyesti miten olen onnistunut löytämään uuden planeetan kiertämässä yhtä lähitähdistä, mutta juuri kukaan ei osoita minkäänlaisia merkkejä yllättymisestä — eksoplaneettalöydöt ovat arkipäivää ja yleisön joukossa on useita eksoplaneettatutkijoita, jotka itsekin tehtailevat uusia löytöjä tämän tästä. Esitelmääni seuraava mahdollisuus kysymyksille muodostuu erityisen mielenkiintoiseksi, koska vaikuttaa siltä, että lähes kaikilla on kysymyksiä kehittämieni menetemien sovellusalueesta ja niiden tarjoamista mahdollisuuksista uusiin tutkimusavauksiin. Tähtitieteilijät ovat tavallisesti varsin ujoja, ja kysymyksiä esitetään vain vähän. Tilanne on kuitenkin varsin epämuodollinen ja turvallinen, mikä tekee ilmapiirin sopivammaksi kommunikointiin.
Tapaan Diego Portalesin yliopistolle vierailulle tulleen chileläisen astronomin Barbara Rojas-Ayalan, joka toimii professorina Tarapacán yliopiston Santiagon toimipisteessä. Tutustuimme vuonna 2019 Barbaran järjestämässä konferenssissa ollessani tuolloinkin Chilessä vierailulla. Nyt tapaamiseen on jälleen mainio syy: tutkimukselliset tavoitteemme ovat yhtenevät. Barbara on pienten punaisten kääpiötähtien spektroskopiaan erikoistunut asiantuntija, joka on kehittänyt uuden menetelmän niiden alkuainepitoisuuksien aiempaa tarkempaan kartoittamiseen käyttämällä infrapuna-alueen havaintoja. Hän on havainnut noin sadan Aurinkoa lähellä olevan punaisen tähden spektrit ja tarkoituksenamme on nyt tarkastella riippuvatko tähtiä kiertävien planeettojen määrä ja ominaisuudet siitä, kuinka paljon tähtien kaasukehässä näkyy vetyä ja heliumia raskaampia aineita. Planeettojen tarkastelu tässä yhteydessä on puolestaan minun erikoisalaani, joten luvassa on kiinnostavia tuloksia kunhan saamme havaintojen vaivalloiset tietokoneanalyysit valmiiksi.
Suunnitelma on ehkä yksinkertainen, mutta se voi tuottaa merkittäviä tietoja maailmankaikkeuden planeettojen moninaisuudesta ja ominaisuuksista. On yleisesti tiedossa, että varhaisen maailmankaikkeuden tähdet syntyivät likiman pelkästään vedystä ja heliumista — joukossa oli vain pieniä määriä muita alkuaineita, pääasiassa kolmanneksi keveintä ainetta litiumia. Vuosimiljardien kuluessa supernovaräjähdykset kuitenkin rikastuttivat tähtienvälisen kaasun tähtien sisuksien ydinreaktioissa syntyneillä raskaammilla alkuaineilla ja ajan saatossa muodostui yhä enemmän raskaampia alkuaineita sisältäviä tähtisukupolvia. Planeetat eivät kuitenkaan koostu vain vedystä ja heliumista, vaan niiden muodostuminen riippuu oleellisesti raskaammista alkuaineista ja monenlaisista yhdisteistä, kuten metalleista, silikaateista ja jäästä. Silloin on selvää, että eri aikoina syntyneet planeettasukupolvet ovat ominaisuuksiltaan toisistaan poikkeavia.
Yleisesti ottaen ajattelemme, että planeettojen rakennusaineksia on sitä enemmän mitä runsaammin raskaampia alkuaineita on ollut saatavilla. Sen enempää emme kuitenkaan uskalla arvella. On täysin hämärän peitossa miten saatavilla olevan materiaalin koostumus vaikuttaa planeettojen ominaisuuksiin, ratoihin ja runsauteen. Samalla kuitenkin selvitämme perustavanlaatuisesti planeettojen syntymekanismien lainalaisuuksia ja sitä, kuinka yleisiä planeetat ovat maailmankaikkeudessa. Se on suunnattoman kiinnostavaa perustutkimusta, joka auttaa kirjaimellisesti vastaamaan kysymyksiin elämästä, universumista ja kaikesta.
Jatkan tyypilliseen tapaani kirjoittamista vielä alkuillasta, kun tekstinkäsittelyohjelmani äkkiä jumittuu. Tietoliikenneyhteydet ovat katkenneet. Se vaikuttaa kirjoittamiseen, koska käytämme tyypillisesti työkaluja, jotka ovat verkossa. Silloin tutkimusryhmän eri jäsenet voivat muokata tekstiä kukin tahollaan ja muutokset tallentuvat kaikkien nähtäväksi reaaliaikaisesti. Samoin opiskelijoiden ohjaaminen helpottuu, kun voi seurata heidän tekstintuottamistaan ja antaa välitöntä palautetta. Se toki tekee kirjoitustyön riippuvaiseksi verkkoyhteyksistä mutta se riippuvuus on olemassa joka tapauksessa, koska käsillä pitää jatkuvasti olla kaikki oleellinen tieteellinen kirjallisuus, jotta ainuttakaan faktaa ei eksy valmiiseen tekstiin ilman asiaan kuuluvaa lähdeviittausta.
Nyt poikki ei kuitenkaan ole vain verkkoyhteys, vaan sähköt. Se rajoittaa käytännössä kaiken työnteon siihen muutamaan tuntiin, joiden ajaksi kannettavan tietokoneen akussa riittää virtaa ja silloinkin on mahdollista tehdä vain hyvin vähän rajallisia asioita. Chilessä ihmiset pyrkivät kuitenkin varautumaan kaikkeen, koska infrastruktuuri on verrattaen huonossa kunnossa ja sen hajoaminen ja toiminnan ongelmat ovat yleisiä. Santiagon kaupungin laidalla, Pirquen maalaispitäjässä, ei lisäksi ole tyypilliseen tapaan ketään päivystämässä, jotta sähkölaitos voisi ryhtyä selvittämään sähkön saatavuuden ongelmia mahdollisimman nopeasti. Paikalliset käynnistävät siksi mahdollisuuksiensa mukaan generaattorinsa tuottaakseen itse sähköä. Aurinkosähköjärjestelmiä tosin näkyy tuskin lainkaan, vaikka aurinkoenergiaa olisi saatavilla kesäaikaan keskeytyksettä noin 12 tuntia vuorokaudessa.
Asiat kyllä hoituvat, vaikka niissä kestäisikin hiukan kauemmin kuin mihin olemme alati kiireisinä pohjoiseurooppalaisina tottuneet. Voin jatkaa kirjoittamista huomenissa sähköverkon ja tietoliikenneyhteyksien ollessa jälleen kunnossa. Sitä ennen, hikisen hellepäivän päätteeksi, voin hypätä vaikkapa Jamesin takapihalla kutsuvana odottavaan uima-altaaseen seuraamaan chilenhaukkojen kaartelua sinisellä taivaalla niiden etsiessä seuraavaa ateriaansa.
Kirjoitus on kolmas osa matkapäiväkirjastani Chilen Santiagoon marraskuussa 2022. Kirjoitus on julkaistu ensimmäisenä Tähtitieteellinen yhdistys Ursan blogissa Eksoplaneetta hukassa.
Lisää aiheesta
Suurin tieteellinen havainto
Jos kävelee kirkkaana yönä taivasalle jossakin kaukana ihmiskunnan niin innokkaasti taivaalle heijastamasta keinovalosta ja kohottaa katseensa ylös, voi tehdä merkittävän tähtitieteellisen havainnon. Taivaalla voi näkyä jopa satoja pieniä valopisteitä, kuin pieniä reikiä taivaankannessa, jotka loistavat ja lähettävät meitä kohti näkyvää säteilyään kymmenien valovuosien päästä. Tähtien sijainteja taivaalla voi tarkastella suhteessa toisiinsa, ja ihmisaivoilla onkin ollut kautta historian tapana projisoida merkityksiä taivaankannella aikalailla satunnaisesti sijaitsevien tähtien kuvioihin. Paljaalla silmällä voi jopa nähdä miten eri tähdet poikkeavat väriltään aavistuksen verran toisistaan. Se kertoo osaltaan niiden lämpötiloista ja siten koosta ja tyypistä, mutta kovin tarkkaa informaatiota ei voi saada ilman tähtitieteellistä havaintolaitteistoa.
Ajattelemalla asiaa hiukan pidemmälle, voi kuitenkin havaita, että tähdet ovat lopultakin melkoisen harvassa taivaankannella, ja niiden väleissä on suuria määriä mustaa taivasta, joka kuvastaa tyhjää tähtienvälistä avaruutta. Jos avaruus on äärettömän suuri ja staattinen, voimme valita taivaalta minkä tahansa pisteen ja juuri siinä suunnassa, ehkäpä vasta jossakin suunnattoman kaukana, vastaan tulee tähden pinta. Saman ilmiön voi havaita mainiosti suomalaisessa talousmetsässä, josta muu luonto on tyypillisesti raivattu ja katse kohtaa puunrungon missä tahansa suunnassa, jos vain metsä on riittävän suuri. Mutta emme näe tähden pintaa jokaisessa pisteessä taivasta, koska silloin koko taivas näyttäytyisi kirkkaana kuin Auringon pinta. Sen sijaan, näemme sen pääasiassa kuin mustana kankaana, jota täplittävät pistemäiset yksittäiset tähdet ja katseemme ei kohtaa kirkasta tähden pintaa missä tahansa suunnassa. Jokin oletuksista on siis pielessä.
On mahdollista, että avaruus ei ole ääretön ja tähtiä on siksi vain hyvin rajallinen määrä. Toinen yksinkertainen vaihtoehto on se, että universumi ei ole ollut olemassa aina, ja siksi valo ei ole vielä ehtinyt saapua meille asti mielivaltaisen kaukaa. Oikeasti todellisuus on tietenkin paljon kompleksisempi ja laajeneva maailmankaikkeus esimerkiksi punasiirtää kaukaisten kohteiden valoa pois näkyvän valon aallonpituuksilta. Vaan se ei ole koko selitys. Tähän pimeän taivaan ongelmaksikin kutsuttuun Olbersin paradoksiin on selkeinpänä ratkaisuna se, että maailmankaikkeus ei ole äärettömän vanha ja näkyvä maailmankaikkeus ei siksi ole äärettömän suuri. On kuitenkin mahdollista tehdä vieläkin suurempia tieteellisiä havaintoja, jos vain ajattelee tarkasti näkemäänsä.
Seisoessaan tähtitaivaan alla, voi helposti jättää huomiotta, että kiinteä maankamara jalkojen alla on avaruuden halki kiitävän pallon pinta. Koko elonkirjo, ihmislaji mukaan lukien, on syntynyt ja kehittynyt kivisen planeetan geokemiallisista prosesseista, jotka monimutkaistuivat ja joista lopulta syntyi tehokkaasti itseään kopioivia biokemiallisia järjestelmiä. Prosessiin tarvittiin liuottimeksi vettä ja rakennusaineksi orgaanisia yhdisteitä, joiden tunnusomainen piirre ovat hiiliatomien muodostamat pitkät ketjut. Tarvittiin lisäksi jokin paikka, jossa ainekset voisivat vuorovaikuttaa rauhassa — kivisen planeetan vetinen pinta tarjoaa siihen loistavat olosuhteet, kun prosessille annetaan vain tarpeeksi aikaa. Elämän syntyyn planeettamme pinnalla kului korkeintaan vain muutamia satoja miljoonia vuosia, ja sen jälkeen evoluution lainalaisuudet ovat kontrolloineet prosessia tuottaen hiljalleen aina vain ihmeellisimpiä ratkaisuja biokemiallisten koneiden itsensä ylläpidon ja kopioinnin kohtaamiin haasteisiin. Ilmiselvästi planeetan olemassaolo oli kuitenkin edellytys elämän synnylle ja meidänkin olemassaolollemme. Voimme siten varmistua, että ilman planeettoja ei olisi elämää, emmekä olisi täällä ihmettelemässä asiaa.
Planeetat taas eivät voisi olla olemassa, ellei niitä syntyisi tähtien synnyn sivutuotteena, prosessin ylijäämämateriasta, joka ei päädy osaksi tähden ydinmiilua ja sen ytimen helvetillistä kuumuutta ja valtaisaa painetta. Meidän on siis välttämättä elettävä universumissa, jossa tähtien synty ja vakaa loiste ovat mahdollisia. Se taas tuo mukanaan rajoitteita sille, minkälaiset fysikaalisen maailman lainalaisuudet voivat kontrolloida asuttamaamme maailmankaikkeutta. Atomien on oltava stabiileja ja niitä on oltava riittävän montaa erilaista, jotta ne vuorovaikuttavat riittävän monipuolisesti tuottaakseen elämän esiintymisen vaatiman kemian. Ja maailmankaikkeuden on oltava riittävän pitkäikäinen, jotta tähtiä ja planeettoja ylipäätään ehtii syntyä elämää ylläpitämään. Kaikki nämä reunaehdot tietenkin täyttyvät, koska me olemme olemassa. Päättelyä kutsutaan antrooppiseksi periaatteeksi, joka on todellisuudessa vain valintaefekti — voimme havainta vain sellaisen universumin, jossa elämää on voinut syntyä, koska muutoin emme olisi tekemässä siitä havaintoja.
Voidaan kuitenkin mennä vieläkin pidemmälle, ja jotkut ovat menneetkin. On esitetty jopa ”osallistuvaa antrooppista periaatetta”, jonka mukaan maailmankaikkeuden voi katsoa olevan merkityksellisesti olemassa vain, jos joku tekee siitä havainnon. En voi kuitenkaan hyväksyä sellaista ajatusta, että vain niiden asioiden voidaan katsoa olevan olemassa, joita joku on havaitsemassa. Silloinhan minun omasta subjektiivisesta näkökulmastani katsottuna koko maailmankaikkeus katoaa ja lakkaa olemasta muodostuen aina uudelleen täsmälleen samanlaiseksi, kun vaikkapa räpäytän silmiäni, enkä ole tekemässä näköhavaintoja siihen kuluneen sekunnin murto-osan aikana. Subjektiivisuus on kyllä sisäänrakennettuna kaikkeen havaitsemiseen, kaikkeen tieteeseen ja tutkimukseen, mutta ei ole silti järkevää asettaa omaa havaintoaan erityislaatuiseen asemaan ja ajatella universumin tanssivan yksittäisen ihmisen kokemuksen mukaan. Maailmankaikkeus on jo kopernikaanisen periaatteen mukaan samanlainen kaikkialla, ja aivan riippumatta siitä, onko kaikkialla jatkuvasti havaitsijoita varmistamassa asiaa.
Varmaa on silti se, että maailmankaikkeuden rakenteen on oltava yhteensopiva sen tosiasian kanssa, että sen sisällä on muodostunut eläviä, ympäristöään havaitsemaan kykeneviä organismeja. Elämän olemassaolon ja esiintymisen on oltava mahdollista pienen keltaisen tähden kiertoradalla. Hiilen ja hapen ja monien muiden atomien on voitava muodostua maailmankaikkeuden erilaisissa prosesseissa. Samoin esimerkiksi ajan ja avaruuden on oltava olemassa, jotta voi olla se maailmankaikkeudeksi kutsuttu areena, jonka pienen nurkkauksen näyttämöllä näennäisen merkityksettömät biologiset syklimme esiintyvät. Niin on oltava, koska olemassaolomme osoittaa, että ei ole mitään muutakaan vaihtoehtoa.
Mutta asiaan liittyy paljon enemmän. Maailmankaikkeuteme noudattaa tietynlaisia sääntöjä, jotta se ylipäätään voi olla havaitunlainen (Kuva 1.), ja voimme ymmärtää niistä ainakin joitakin fyysikoiden ja muiden tieteilijöiden periksiantamattoman työn tuloksena. Samojen lainalaisuuksien taas on oltava voimassa muuallakin maailmankaikkeutemme sisällä, koska on epätodennäköistä, että juuri me olisimme pienessä poikkeavien luonnonlakien kuplassa ja siten erityisasemassa. Voimme siksi vetää sen johtopäätöksen, että elämää, älykkäitä organismeja ja teknisiä sivilisaatioita voi muodostua varsin mainiosti muuallakin maailmankaikkeudessamme.
Antrooppisen periaatteen kontekstissa yöllinen tähtitaivaan tarkkailu voi saada aivan uudenlaisen ulottuvuuden. Sadoista taivasta täplittävistä tähdistä likimain jokaisella on seuranaan monipuolinen planeettojen ja pienempien kappaleiden järjestelmä. Niistä taas jotkin ovat vääjäämättä sopivia maailmoja elävien organismien synnylle, kehittymiselle ja kukoistamiselle. Ehkäpä jollakin niistä on kiertoradallaan biosfäärin peittämä, elollinen planeetta, jonka pinnalla jokin älykäs orgamismi katsoo meidän laillamme taivaalle pohtien sitä suurinta mahdollista tieteellistä havaintoa, että on itse olemassa. Olisihan se valtaisaa kosmista tuhlausta, jos olisimme ainoa tähtitaivasta havaitsemaan kykenevä laji.
Kirjoitus on julkaistu ensimmäisenä Tähtitieteellinen yhdistys Ursan blogissa Eksoplaneetta hukassa.
Lisää aiheesta
Menetetyt maat
Kaupungistumisen ja ihmissivilisaation kivijalka on historian saatossa ollut kyky viljellä maata ja tuottaa ravintoa niin tehokkaasti, että osa yhteisöstä on voinut keskittyä muihin tehtäviin. On perustettu sotilaiden ammattikunta, jonka voimalla viljelyksiä ja muita resursseja, kaupunkeja ja ihmisiä, on voitu puolustaa. On kyetty muodostamaan erikoistuneita ammattikuntia erilaisten tarpeiden täyttämiseksi. On muodostettu virkailijoiden luokkia, jotka ovat hallinnoineet yhteiskunnan toimintoja hallitsijoiden mielen mukaisesti. Ja lopulta, joillakin yhteisön jäsenillä on riittänyt aikaa keskittyä sivilisaation kulmakiviin, tieteeseen ja taiteeseen, joiden ajatellaan melko yleisesti olevan ihmiskunnan suurimpia saavutuksia. Ravinnon tuotanto on kuitenkin kaikkein oleellisinta yhteiskuntien toiminnassa. Ilman sitä ihmiset eivät voi elää, yhteiskunnat romahtavat ja seuraa hallitsematonta liikehdintää. Kun ruokaturva katoaa ja koko rauhan takaava yhteiskuntasopimus menettää merkityksensä, kuninkaat kaatuvat ja valtaapitävät menettävät henkensä.
Historia on osoittanut, että hmiset ja ihmisten yhteiskunnat kestävät suuriakin häiriöitä. Ihmiset tulevat toimeen muuttuneissakin olosuhteissa ja yhteiskunnat ovat resilienttejä, koska tärkeät asiat voidaan tyypillisesti toteuttaa monella vaihtoehtoisella tavalla. Olemme moderneina aikoina nähneet, miten kaupungit voivat tuhoutua tulvien, pyörremyrskyjen tai valtavien maasto- ja metsäpalojen kourissa. Sodissa kokonaiset valtiot voivat tuhoutua mutta instituutioiden kestäessä, ne voidaan jälleenrakentaa. Infrastruktuuri on vain yhden rakennusurakan päässä. Kaupungit voidaan rakentaa uudestaan, talot voidaan korjata ja ihmisten elämät palauttaa suunnilleen sellaisiksi, kuin ne olivat ennenkin. Se ei kuitenkaan päde, kun puhumme ilmastokatastrofista. Ilmaston muuttuessa ihmissivilisaatiolle vihamieliseksi, kaikki muuttuu. Muutoksessa kaikkein pelottavinta on se, että ilmastokatastrofi on suureksi osaksi ruokaturvaongelma. Kohtaamme muuttuneet ilmasto-olosuhteet, joiden puitteissa ravintomme tuottavat viljelyslajikkeet eivät enää ole kelvollisia tuottamaan riittäviä satoja. Olemme menettämässä ruokaturvamme ja sen mukana kaiken.
Media on ollut äärimmäisen hidas raportoimaan valtavia kokonaisuuksia, kuten ilmastokatastrofi. Siksi sen monet seuraukset ovat samoin jääneet raportoimatta kokonaisuuksina. Saatamme kuulla kuivuudesta yhtäällä ja helleaallosta toisaalla. Saatamme kuulla satojen epäonnistuvan jossakin kaukana, kunnes pellot kohta tuottavat heikosti aivan lähellämme. Juuri kukaan ei kuitenkaan raportoi asiasta kokonaisuutena. Palapelin kaikki palaset ovat kuitenkin nähtävillä mediassa.
Ranskan ja Italian sadot ovat vaarassa. Kuivuus ja myrskyt koettelevat maiden viljelijöitä ja vehnän sekä vihannesten tuotanto on jäämässä tavallista heikommaksi. Joidenkin tilojen arvioidaan menettäneen koko satonsa. Kyseessä on vain pieni uutinen, vaikka Ranska on maailman neljänneksi suurin vehnän viejä juuri sodasta kärsivän Ukrainan edellä. Ranskassa tuhoihin ovat syynä myrskyt, joita syntyy meriveden lämmetessä enemmän ja voimakkaampina. Italia taas on kuivumassa koko välimeren alueen muuttuessa kuivemmaksi ja kuumemmaksi. Samaan aikaan Yhdysvalloissa kuivuus on tehnyt tuhojaan ja rankkasateen ovat pilanneet suurilla alueilla vehnän kylvöt. Sekin on vain pieni uutinen mutta Yhdysvallat on neljänneksi suurin vehnänviejä, joten vehnän maailmanmarkkinahinnat nousevat. Yhdysvaltojen kuivuuksien taustalla on muuttunut ilmasto, joka tekee niistä entistä yleisempä. Voimakkaat sateet syntyvät samoin siitä, että lämpö saa veden haihtumaan nopeammin ilmakehään, joka sitoo samalla enemmän kosteutta. Kyse on vain perusfysiikasta. Ruokaturvasta varoittaa myös YK — ihmiskuntaa ei uhkaa niinkään nouseva merivesi tai pyörremyrskyt, vaan epäonnistuneet sadot ja niitä seuraava epävakaus.
Venäjän brutaali tuhoamissota Ukrainassa tekee toki osansa ja nostaa entisestään ruoan maailmanmarkkinahintaa. Ukrainan sadot ovat uhattuna ja vienti vaikeaa — se on merkittävä tekijä maan ollessa viidenneksi suurin vehnän viejä maailmassa. Mutta ilmastokatastrofi aiheutti valtaosan ruoan hinnan noususta jo ennen sotaa. Ukrainalaisen vehnän puute maailmanmarkkinoilta vain kohottaa hintoja entisestään.
Syyrian kuivuuden juurisyy on niin ikään muuttunut ilmasto. Somaliassa jo neljäs perättäinen sadekausi jäi väliin ilmastonmuutoksen vuoksi. Poikkeukselliset tulvat ja sateet tuhoavat satoja Australiassa. Pakistanissa viljantuotanto takkuaa helleaaltojen vuoksi. Intiassa laskevat niin sadot kuin niiden laatukin. On muistettava, että Intia ja Pakistan kykenevät jo nykyisellään ruokkimaan sadat miljoonat asukkaansa vain vaivoin. Lisää uutisia heikkenevästä tuotannosta saadaan Jamaicalta, Yhdysvaltojen keskilännestä ja Kaliforniasta. Kaikissa ongelmat johtuvat epäsuotuisammaksi muuttuneesta ilmastosta. Kiinassa ruokaturva on uhattuna ja maan haaveet omavaraisuudesta ovat vaarassa. Maan omien tutkijoiden mukaan, Kiinan ruokaturva on haavoittuvainen ilmastonmuutoksen vuoksi. Ilmastokatastrofi vaikuttaa kaikkialla mutta kaikkein voimakkaimmin se vaikuttaa ravinnontuotantoon, koska muuttuneen ilmaston myötä perinteiset ravintokasvimme kasvavat entistä heikommin. Ilmastokatastrofi on jo nyt nostamassa ruoan hintaa niin korkealle, että globaalin talousjärjestelmämme heikoimmat jäävät ilman. Se romahduttaa heidän elämänsä ja yhteisönsä tavalla, jota mikään ihmisten luoma instituutio tai muu sopimusjärjestelmä ei kestä. Nälkäisenä ihmiset tekevät mitä tahansa pysyäkseen hengissä ja syntyy vaarallista epävakautta, jolla on ennalta arvaamattomia, kauaskantoisia seurauksia.
Kaikki eivät nuku ruususen unta muuttuvan ilmaston ja muiden tekijöiden syöstessä yhteiskuntiamme kriisien sikermään. Tutkijat kirjoittavat jatkuvasti tutkimuksiaan ja raporttejaan, jotka antavat selvän tilannekuvan. Jopa YK:n tuoreet varoitukset vaikuttavat kuitenkin kaikuvan kuuroille korville. Olemme ihmiskuntana rikkoneet tai rikkomassa niin monta planetaarista rajaa, että yhteiskuntamme ja samalla koko sivilisaatiomme ovat yhä akuutimmassa romahdusvaarassa. Kyse ei edes ole huomiohakuisesta ”alarmismista”, vaikka se markkinavoimien hallitsemassa mediaympäristössä helposti sellaiseksi kehystetäänkin, vaan todellisesta uhasta, joka saapuu varmuudella, jos emme muuta toimintaamme. Vaikuttaa lähes uskomattoman absurdilta, että samalla kun meille mainostetaan suurempia autoja ja lentomatkoja kaukomaille, ja lautasellemme laitetaan maatalousmaata tuhlaamalla tuotettua nisäkästä, kyseisiin mainoksiin kiteytyvät kulutustottumuksemme ovat hävittämässä laajojen maa-alueiden elinkelpoisuutta kiihtyvällä vauhdilla. Ne ovat kuitenkin maa-alueita, joilla asuu satoja miljoonia ihmisiä. Heidän yhteiskuntansa ovat jo uhattuina, meidän pohjoinen periferiamme on seuraavana jonossa. Globaalissa maailmassa emme ole immuuneja, vaikka tuho ei suoraan meitä koskettaisikaan.
Planeettamme on muuttumassa katastrofialueeksi ja on kuin emme kollektiivina kykenisi tekemään asialle mitään. Ruokaturvan ongelmat ovat kuitenkin jo tätä päivää. Tässä kirjoituksessa mainitut uutiset on poimittu mediasta viimeisen parin vuorokauden ajalta. Ne, joita uutiset koskettavat, ovat jo katastrofialueella. Me olemme jonossa seuraavina. On ehkäpä tullut aika asettaa kiireettömämmät aktiviteettimme taka-alalle, koska tarvitsemme kaikki käytettävissämme olevat resurssit planeettamme pitämiseen elinkelpoisena. On kuin planeettamme olisi aloittanut sodan meitä vastaan. Se on sota, jota emme voi voittaa. Voimme vain solmia rauhan.
Kirjoitukseen innoitti nimimerkin Jim Baird kokoama luettelo ruokaturvauutisista Twitterissä.
Lisää aiheesta
Avaruuden kirkas sininen piste
Aurinkokuntaa tutkimaan lähettämämme avaruusluotaimet ovat avartaneet tietämystämme Aurinkokunnasta, sen kappaleista ja niiden ominaisuuksista aivan valtavasti. Olemme oppineet paljon Aurinkokunnan moninaisista planeetoista, niitä kiertävistä sekundäärisistä maailmoista ja lukemattomista pikkukappaleista, joita tähtijärjestelmässämme on tuhansia ja taas tuhansia. Olemme oppineet, että monimuotoinen planeettakuntamme on yksittäinen saareke miljardien saarekkeiden galaksissa. Luotaimemme ovat käyneet lähiplaneettojen pinnoilla, tutkineet jättiläisplaneettojen kaasukehiä, tehneet mittauksia valtameristä jääkuoren peittämien maailmojen pinnan alla, ja kelluneet metaanimeressä kaukaisen maailman jääkylmässä syleilyssä. Olemme lähettäneet luotaimia kuvaamaan asteroideja, törmäämään ja keräämään näytteitä kometasta ja vaeltamaan järjestelmämme rajamaille, missä Aurinko näkyy vain heikkona valonlähteenä horisontissa. Samalla olemme myös oppineet valtavasti oman kotiplaneettamme paikasta maailmankaikkeudessa.
Juuri mikään ei aseta sijaintiamme kontekstiinsa paremmin kuin Cassini-luotaimen ottama kuva Saturnuksesta ja sen renkaista Maan näkyessä taustalla kaukaisena mutta silti niin kovin silmiinpistävänä valopisteenä (Kuva 1.). Kuvassa näkyy kaikki meille tuttu, koko kokemuspiirimme ja elinympäristömme, johon olemme sidottuja kuten puut ovat sidottuja maaperään, jossa ne kasvavat. Maapallo on planeetta, jonka olosuhteisiin olemme evoluutioprosessin myötä sopeutuneet mutta jonka fysikaalisia ja geokemiallisia olosuhteita olemme nyt radikaalilla tavalla muuttamassa. Se on kokeilu, johon ei olisi kannattanut ryhtyä, koska olemme kivisellä avaruusaluksellamme vihamielisen tyhjyyden ympäröimänä, vailla mahdollisuuksia muuttaa turvallisempaan paikkaan joidenkin eksentristen miljardöörien haihatteluista huolimatta.
Ei ole olemassa planeettaa B. Ei ole toista planeettaa, jonka pinnalla voisimme elää ihmislajille tyypillistä elämää. Ei ole edes toista planeettaa, jonka pinnalle voisimme merkittävällä tavalla muuttaa sivilisaatiotamme, koska jopa Aurinkokunnan muut planeetat ovat meille täydellisen vihamielisiä. On vain planeetta Maa, jonka elossapitojärjestelmän pitäminen terveenä ja toiminnassa on kertaluokkia helpompaa kuin edes käyminen toisen planeetan pinnalla. Ja siinäkin olemme epäonnistumassa lähes täydellisesti.
Tilanne kuvastaa oppineisuutemme rajoitteita. Tutkimuksen myötä voimme ymmärtää miten valtaisat pyörremyrskyt muodostuvat Jupiterin kaasukehässä. Ymmärrämme miksi Mars menetti muinoin pinnallaan virranneen vetensä. Ymmärrämme Venuksen muutoksen äärimmäisen kasvihuoneilmiön myötä elinkelpoisesta maailmasta kuumaksi painekattilaksi. Emme kuitenkaan ole vielä ymmärtäneet, että Maan biologisiin ja geokemiallisiin järjestelmiin kajoaminen muuttaa omaa planeettaamme elinkelvottomaksi. Elämme edelleen pienissä kädellisen mielissämme litteällä, äärettömän suurella pinnalla, jossa riittää tilaa kaikelle, ja jonka satumaisista luonnonvaroista voimme aina vain ammentaa enemmän. Todellisuudessa maailmamme on rajallinen. Se on vain pieni sininen avaruudessa radallaan kulkeva piste, jonka gravitaatiokaivoon olemme sidottuja. Kulutettuamme sen loppuun ei ole enää toista paikkaa, johon siirtyä. Silloin ei ole enää meitäkään.
Lisää aiheesta
Matka tähtitieteen rajamaille
Jotkut henkilökohtaiset valinnat ovat merkityksellisiä, toiset eivät. Tietämättä lainkaan mitä haluaa tehdä, kun kasvaa isoksi, on yksi mahdollisuus vain viivyttää kaikkia valintoja ja prokrastinoida, sekä mennä sieltä, missä aita on matalin. Kukaan ei onnekseni koskaan vaatinut minua tekemään päätöksiä siitä, minkälaiselle uralle suuntautuisin työelämässä. Kukaan ei edes puhunut työstä, uravalinnoista, tai siitä, miten aikuisiässä lähes jokainen on pakotettu kamppailemaan palkkarengin roolissa henkensä pitimiksi. Olin suojattuna perinteisessä ydinperheessä, jossa minua kannustettiin tekemään juuri sitä, mitä halusin. En vain halunnut ainuttakaan ammattia, koska ei tiennyt ainuttakaan kiinnostavaa työtä. Niinpä menin lukioon muiden mukana tietämättä edes vaihtoehdoista. Samalla luin kaiken kiinnostavan populaaritieteen, mitä käsiini sain pienestä espoolaisesta kirjastosta, joka on epäilemättä nykyajan näköalattomassa ilmapiirissä lakkautettu tai ainakin lakkautusuhan alla.
En tajunnut koskaan edes sitä yhteiskunnallemme normatiivista ajatusmallia, jonka mukaan kaikilla on oltava jonkinlainen ura, jonka vuoksi on uhrattava kaikki ihmiselle luontaisesti tärkeä. En tajunnut, että sen uran tarkoituksena on määrittää ihmisten paikka yhteiskunnassa ja toimia käyntikorttina, joka kertoo ihmisestä kaiken tarpeellisen, mitä hänestä tarvitsee tietää. En tajunnut myöskään rahan tavoittelun roolia pitämässä ihmisiä kurissa, estämässä heitä vaatimasta parempaa yhteiskuntaa. En tajunnut mikä merkitys yleisellä narratiivilla työnteon merkityksestä on siinä, että ihmiset tavoittelevat aina vain suurempia rahallisia palkintoja oman terveytensä kustannuksella kieltäen itseltään jopa mahdollisuuden levätä. Samalla he ampuvat itseään jalkaan, koska kiireiseillä ihmisillä ei ole mahdollisuutta osallistua aktiivisesti yhteiskunnan parantamiseen. He uurastavat aina vain kovemmin saadakseen pienempiä palkintoja. Se kaikki oli minulle samantekevää, koska ajatukset työstä, urasta tai rahan hankkimisesta eivät sopineet päähäni miltään osin. Siihen maailman aikaan 1990-luvulla espoolaiset teinit eivät ajatelleet eivätkä olleet poliittisesti aktiivisia, vaan toteuttivat itseään vailla huolta huomisesta.
Jälkikäteen katsottuna huomaan ymmärtäneeni jotakin isoisäni saatua lunta katolleen ja vaivuttua heikentyneen fyysisen kunnon myötä vanhuuden huomaan. Muistan hänen sanoneen, miten ”sitä tietää tulleensa vanhaksi, kun ei jaksa enää tehdä työtä”. Lausahdus jäi mieleeni, koska siinä oli jotakin minulle vierasta. Aivan kuin työ ja toimeliaisuus olisivat ihmistä määrittäviä tekijöitä, joita vailla sitä on enää pelkkä vaivainen vanhus. Isoisäni oli tietenkin aikansa lapsi ja hänelle työ varmasti olikin ihmiselämää määrittävä tekijä mutta miksi niin pitäisi olla edelleenkin, kun koneemme tekevät tunnissa saman työn, johon ruumiillisen työn tekijältä aiemmin kului kuukausi? Ja ennen kaikkea, miksi työn tulisi kertoa tekijästään?
Niinpä jätin työn ja uran tavoittelun muille ja keskityin muuhun. En kuitenkaan lukio-opintoihin, jotka tuntuivat vaivattomilta ja osaksi epäkiinnostavilta ja onnistuin luovimaan koko koulutusasteen läpi tekemättä juuri mitään opintojeni eteen. Vuonna 1996 kiinnostukseni tähtitieteeseen kuitenkin heräsi täysin odottamattomalla tavalla. Luin Helsingin Sanomien kuukausiliitteen artikkelin juuri havaituista eksoplaneetoista kiertämässä lähitähtiä ja herätin suureksi osaksi vailla kohdetta olleen orastavan kiinnostukseni tieteeseen. Muistan valtaisan pettymyksen tunteen, kun riensin lukemaan lisätietoja eksoplaneetoista huomatakseni vain, että niistä ei kirjoitettu missään. Vasta ensimmäiset planeetat oli havaittu, joten niiden olemassaolo ei ollut varsinaisesti voinut ehtiä yhteenkään oppikirjaan tai populaaritekstiin. Tiedonjanoni sai odottaa juotavaa.
Tiedonjano on hirvittävä peto. Se on ajanut tutkijat tekemään mahdottomasta mahdollista, saanut tutkimusmatkailijat vaarantamaan henkensä matkoillaan maailman ääriin ja pakottanut lukemattomat akateemisen maailman merkkihenkilöt puskemaan läpi harmaan kiven heidän haaliessaan tietoa kiinnostuksensa kohteista. Petoa ei voi kahlita. Se ajaa ennemmin uhrinsa hulluksi kuin kesyyntyy. Ja aina, kun tiedonjanoinen onnistuu oppimaan osittaisen vastauksen tärkeään tieteelliseen kysymykseen, hän saa selville kaksi muuta aivan yhtä tärkeää kysymystä vailla vastausta.
Kuinka monta planeettaa galaksissamme on? Kuinka moni niistä on olosuhteiltaan lauhkea ja miellyttävä kuten Maa? Kuinka monen pinnalla virtaa nestemäinen vesi? Kuinka monen geokemialliset prosessit ovat synnyttäneet eläviä organismeja? Vielä 1990-luvulla emme osanneet antaa minkään tarkkuuden vastausta yhteenkään näistä kysymyksistä. Vaikka ensimmäinen eksoplaneettalöytö olikin tehty jo vuonna 1988, se pysyi verrattaen tuntemattomana, koska vain harva astronomi uskoi löydön olleen oikea. Havaintovirheiden mahdollisuus on tietenkin aina olemassa mutta paradigmaa muuttavan löydön kohdalla on syytä noudattaa erityistä varovaisuutta. Edellinen varmennettu planeettalöytö oli kuitenkin tehty jo yli puoli vuosisataa sitten vuonna 1930, kun Clyde Tombaugh onnistui havaitsemaan ensi kertaa Pluton melkoisen sattuman kautta. Sen jälkeen Peter van de Kampin epäonninen Barnardin tähden saaga vei uskon siihen, että planettoja voitaisiin löytää lisää ja vain harva suostui uhraamaan uransa yrittämällä. Yksi heistä oli Bruce Campbell, joka teki havainnon planeetasta Gamma Cephei A b (1) ja vaikka tulos ei varsinaisesti auttanut häntä urallaan, se kuitenkin auttoi eksoplaneettojen aikakauden alkuun.
Näemme näkymättömän
Taivaan tähdet ovat varmasti omien planeettakuntiensa keskuksia mutta emme voi saavuttaa niistä koskaan minkäänlaista tietoa. Kuka muka kykenisi havaitsemaan pienen kivenmurikan valtaisan, kuumana hehkuvan plasmapallon vierestä, valovuosien päästä meistä? Vaikka varhaiset kopernikaanisen mullistuksen tieteilijät jo ymmärsivätkin taivaan tähtien olevan toisia aurinkoja, he tuskin osasivat visioida keinoja tutkia niitä aikakauden tiedoilla fysiikasta ja erityisesti astrofysiikasta. Giordano Bruno, 1500-luvun italialainen munkki ja taivaan järjestyksestä kiinnostunut filosofi, ainakin omaksui aurinkokeskeisen kosmologisen mallin nopeasti ja esitti muiden taivaan tähtien olevan samanlaisia omien maailmankaikkeuksiensa keskuksia kuin Aurinkokin. Bruno teki yleistyksen yhden ainoan esimerkin perusteella, ja se sattui osumaan oikeaan. Hän valitettavasti suoriutui heikommin muun ajattelunsa kommunikoinnissa ja poltettiin elävältä inkvisition liekeissä kerettiläisyytensä vuoksi. Brunon ajatus jätti kuitenkin jälkensä kirjallisuuteen ja tuleviin tutkijasukupolviin.
Historiallisesti tähdet ovat olleet vain taivaan kiinteitä valopilkkuja, joiden suhteen vaikkapa planeettojen liikettä on kätevää määrittää. Planeetat vaeltavat taivaalla suhteessa kiinteään taustataivaaseen ja sen tähtiin, joten tähdet ja planeetat erotettiin toisistaan jo varhain ihmissivilisaation historiassa. Tähdet loistavat vain valopisteinä — jotkut kirkkaampina, toiset himmeämpinä — ja niistä oli pitkään täysin mahdotonta saada juuri mitään tietoa. Vasta 1800-luvun tieteelliset innovaatiot, kuten spektriviivojen havaitseminen ja valokuvauksen keksiminen, auttoivat selvittämään tähtien saloja.
Planeetat eivät loista valoa, koska niiden sisuksissa energiaa muodostuu vain vähän ja sekin heikoissa prosesseissa, kuten radioaktiivisessa hajoamisessa tai kaasuvaipan aineen differentioitumisessa kerroksiksi. Tähdissä taas keveät vety-ytimet, eli protonit, yhtyvät toisiinsa ja muodostavat heliumiksi kutsutun kokonaisuuden, joka on sen muodostumiseen tarvittavia protoneita keveämpi. Massan erotus muuttuu tähdissä energiaksi suoraan Albert Einsteinin kuuluisimman yhtälön mukaisesti. Ydinfuusioksi kutsuttu prosessi on niin energeettinen, että tähdet on helppoa nähdä jopa kymmenien tai satojen valovuosien etäisyydeltä paljain silmin, vaikka vain osa säteilystä vapautuu näkyvänä valona. Tähden valoa havaitsemalla taas on hyvin vaikeaa saada selville onko sen kiertoradoilla pienempiä planeetoiksi luokiteltavia kappaleita. Tähtitieteilijät kuitenkin keksivät vuosikymmenten saatossa keinoja tutkia planeettojen vaikutusta tähdestä havaintolaitteisiimme saapuvaan valoon.
Turun yliopiston kampukselle vievien portaiden päässä kuuluu kaiuttimesta maailmankaikkeuden taustasäteilyn kohinaa. Tai ainakin kuului. Kiivettyäni ensi kertaa tiedon portaat hämmennyksen ja uteliaisuuden valtaamana, saavuin maailmaan, joka teki vaikutuksen niin viisaudellaan ja osaamisellaan kuin kaoottisuudellaan ja välinpitämättömyydelläänkin. Kaikki tuntuivat olevan kiireisiä akateemisissa puuhissaan, opettaen, oppien tai tutkien. Samalla kukaan ei ollut kiinnostunut yksittäisen opiskelijan suoriutumisesta tai välittänyt siitä saiko hän suoritettua kursseja aikataulun mukaisesti. Vuonna 1998 sellaista aikataulua ei edes ollut — tai ainakaan en ollut aikatauluista tietoinen, koska kukaan ei tullut kertomaan, enkä tietenkään osannut kysyä. Yliopisto tuntui omituiselta, vieraalta maailmalta, johon totuttelu otti aikansa. Oli tarkoitus opiskella, istua luennoilla kuunnellen parrakkaiden setien horinoita ja suorittaa tenttejä saadakseen kurssisuorituksia opintorekisteriin. Se kaikki tuntui hämmentävältä, koska kukaan ei varsinaisesti neuvonut mille kursseille kannattaisi osallistua tai mikä oli tärkeää ja mikä ei. Huomaan ajoittain itsessäni edelleen sen saman hämmennyksen akateemisen maailman kaoottisissa pyörteissä.
Opiskelin lähinnä mitä halusin ja hiljalleen sitten vain luovuin epäkiinnostavista sivuaineista, kuten tietojenkäsittely ja kemia. Fysiikassa en jaksanut perehtyä materiaalitieteeseen tai kvanttioptiikkaan enkä ollut kiinnostunut elektroniikasta tai muustakaan laitteiden rakentamisesta. Minua kiinnostivat matematiikka, tilastolliset data-analyysimenetelmät, eksoplaneetat ja astrobiologia. En kuitenkaan kokenut oppivani kuin vain joitakin hyödyllisenä pitämiäni asioita tilastollisista menetelmistä — aihealue oli hylätty yhteiskuntatieteellisen tiedekunnan huoleksi ja luonnontieteissä oli vaihtoehtona vain käydä yksi kurssi ja oppia loput itse. Kiinnostuin nopeasti aikasarjojen analysoinnista — siinä menetelmäpuolta oli laiminlyöty jo vuosien ajan ja viimeiset edistysaskeleet juonsivat juurensa 1970- ja 80-luvuille. Innovaatioksi riitti soveltaa 1950-luvun ajatuksia ja hyödyntää prosessissa tuoreita edistysaskeleita laskentakapasiteetissa. Niinpä ajauduin, kuin vahingossa, tutkimaan eksoplaneettoja, niiden syntyä ja havaitsemista, sekä ominaisuuksia. Ohjausta ei juurikaan ollut saatavilla mutta se ei estänyt opiskelua, vaan vain työpaikan saannin. Vuosituhannen vaihteessa ja sen jälkeisinä vuosina Suomessa ei ollut ainuttakaan eksoplaneetoista kiinnostunutta tutkijaa. Tai ei ainakaan sellaista, joka olisi tehnyt alalla aktiivisesti tutkimusta.
Muualla oli toisin. Vastaväitelleet, historian painolastia pelkäämättömät nuoret tutkijat olivat koko 1980-luvun pohtineet keinoja tehdä näkymättömästä näkyvää rakentaen havaintoinstrumentteja ja suunnitellen eksoplaneettojen havaitsemista olemassaolevilla teleskoopeilla. Doppler-ilmiöön perustuva spektroskooppinen havaintomenetelmä oli saamassa tuulta purjeisiinsa tutkijoiden kehittäessä tarkempia menetelmiä mitata spektriviivojen paikkoja suhteessa valitsemiinsa mittatikkuihin. Paul Butler käynnisti vuonna 1987 yhdessä Geoffrey Marcyn kanssa Lick-Carnegien eksoplaneettojen havaintoprojektin, joka on pisimpään käynnissä ollut moderni eksoplaneettojen havaintokampanja. Alaa vain haittasivat alkukankeudet, koska valtaosa tähtitieteen tutkijoista piti eksoplaneettojen etsintää ajan hukkana. Harva ajatteli sen olevan mahdollista 1980-luvun lopun havaintolaitteilla.
Taustalla oli perusteeton näkemys Aurinkokunnasta tyypillisenä planeettakuntana. Tähtiä lähellä kiertävien kiviplaneettojen havaitseminen olisi ollut täysin mahdotonta niiden pienen massan vuoksi ja jättiläisplaneettojen havaitseminen olisi vaatinut vuosikymmeniä kestävän havaintokampanjan niiden pitkien kiertoaikojen takia. On tavallaan ymmärrettävää, että tutkijatkin sortuvat tekemään yleistyksiä pohjautuen vain yhteen esimerkkitapaukseen mutta samalla jälkikäteen ilmiselvät ajattelun vääristymät tuntuvat uskomattomilta. Silti, jokaisella tutkijasukupolvella on omat ennakko-oletuksensa, joiden kyseenalaistaminen etenee vain hyvin hitaasti, koska niiden olemassaoloa ei tiedosteta. Kaikeksi onneksi jotkut 1900-luvun alkupuoliskon tähtitieteilijät ymmärsivät yhden esimerkin perusteella tehtyjen ekstrapolointien vaarat. Otto Struve oli yksi heistä todeten, että ei ole mitään syytä olettaa ettei muissa planeettakunnissa olisi massiivisia kaasuplaneettoja kiertoradoilla lähellä tähtiä. Struven syyt spekuloida asialla olivat pragmaattiset — hän ymmärsi Doppler-spektroskopian mahdollistavan jättiläisplaneettojen havainnoinnin vain, jos niiden radat olisivat lyhyitä.
Doppler-spektroskopian ajatus on periaatteeltaan hyvin yksinkertainen. Koska planeettoja oli mahdotonta havaita suoraan niiden himmeyden vuoksi, oli tyydyttävä havaitsemaan planeettojen vaikutusta tähdistä havaintolaitteisiimme saapuvaan valoon. Gravitaatiovoima ja Johannes Keplerin keksimät liikelait tarjosivatkin siihen keinonsa. Tähti ja planeetta nimittäin kiertävät yhteisen massakeskipisteensä ympäri, ja vaikka planeetta on aina massaltaan valtavasti tähteä pienempi, sen vetovoima saa tähdenkin heilahtelemaan mitättömältä tuntuvan määrän avaruudessa. Järjestelmän massakeskipiste on tyypillisesti tähden pinnan sisäpuolella mutta sittenkin heilahtelulla on havaittavia vaikutuksia Christian Dopplerin mukaan nimetyn fysikaalisen ilmiön vuoksi. Doppler havaitsi, että aaltoliikkeen lähteen liikkuessa meitä kohti sen taajuus näyttää kasvavan, kun taas sen liikkuessa meistä pois päin taajuus näyttää pienenevän. Tähtien tapauksessa valo on sellaista aaltoliikettä ja taajuuden muutokset vastaavat säteilyn värin hiuksenhienoja muutoksia sinisemmäksi tai punaisemmaksi. Tarvittiin vain jokin tapa mitata tarkasti tapahtuvia muutoksia planeetan kiertäessä tähteä ja planeetan ominaisuuksien määrittäminen tuli mahdolliseksi.
Vastavalmistuneena maisterina olin vuonna 2004 samanaikaisesti täynnä intoa ja hämmennystä. Mitä minun nyt olisi tarkoitus tehdä? Halusin jatkaa opintojani ja ryhtyä kirjoittamaan väitöskirjaa mutta minkäänlaista tapaa rahoittaa tutkimusta ei ollut näköpiirissä. Pohjimmiltaan kyse oli edelleenkin vain siitä, etten tiennyt mitä haluaisin tehdä, kun kasvan isoksi, joten kieltäydyin ajattelemasta asiaa ja jatkoin opiskelua. Ryhdyin jatko-opiskelijaksi siitäkin huolimatta, että se teki vaikkapa työttömyyskorvauksen saannista mahdotonta tilanteessa, jossa nuorelle tähtitieteilijälle ei ollut olemassa minkäänlaista työpaikkaa ja jatko-opiskelijan katsottiin ”työllistyvän omassa työssään”. Aivan kuin kirjautuminen opiskelijaksi saisi ihmisen elämään pelkällä pyhällä hengellä. En kuitenkaan osannut asettaa tilannetta laajempaan poliittiseen kontekstiinsa, jossa sosiaaliturvajärjestelmästä on tehty väline kontrolloida huono-osaisten ihmisten elämää — se on järjestelmä, jonka ei ole tarkoituskaan antaa vain taloudellista turvaa. Minutkin pakotettiin töihin, joista en nauttinut ja joissa en ollut parhaimmillani. Sain raavittua elantoni satunnaisista opettajan sijaisuuksista ylä- ja toisella asteella ja tarjoamalla rahaa vastaan yksityisopetusta hyväosaisemman väen jälkikasvulle. Opiskelun etenemistä tilanne tietenkin vain hidasti ja vaikeutti.
Olin kaikesta huolimatta jo ollut valtavan onnekas. Olin saanut (likimain) maksuttoman koulutuksen johtaen aina korkeakoulututkintoon ja opiskeluani oli vieläpä tuettu taloudellisesti valtion toimesta. Miljoonilta minua älykkäämmiltä ihmisiltä puuttuu sama mahdollisuus mutta siivosin sen ajatuksen mielestäni kiusallisena maton alle. Kyllähän ihmisen kohtalo on aina hänen omissa käsissään, kun kerran valtavirtapoliitikot niin sanoivat. Paitsi silloin, kun ei ole. Vuoden 2006 puolella tutkimusrahoitusta oli edelleen mahdotonta saada, koska kiinnostukseni aihe oli eksoplaneetat ja niiden havaitseminen — sillä alalla ei Suomessa ollut edelleenkään ainuttakaan ammattitutkijaa, eikä tähtitieteen arvostus varsinaisesti näkynyt muutoinkaan alan resursseissa. Ilman rtutkimusyhmää ja käytännössä jopa ohjausta olin akateemisen maailman heittopussi, itsenäisesti opiskeleva haihattelija, jonka mahdollisuudet uraan tai edes palkkaan olivat haihtuneet ilmaan jo ennen kuin ehdin tavata kiinnostukseni kohteena olevan eksoplaneetan koordinaatteja.
Tilanteeni muuttui, kun sain vihdoin vuoden 2006 syksyllä mahdollisuuden palkalliseen työskentelyyn tutkijana. Se tosin tarkoitti alan vaihtoa — ryhdyin Suomen ympäristökeskuksen tutkijana mallintamaan maaperän hiilikiertoa ja sitä, mitä vaikutuksia sillä on ilmastonmuutokseen. Verrattaen turvallisessa määräaikaisessa palkkatyössä saatoin suorittaa tohtoriopintoni kohtuullisen nopeassa tahdissa loppuun asti ja kirjoitin väitöskirjan valmiiksi alle neljässä vuodessa vapaa-ajallani julkaisemieni kahden tähtitieteen artikkelin turvin. Aiheena oli sovellettu matematiikka ja useasta erilaisesta lähteestä saatujen havaintojen yhdistämisen informaatiosisältö ja koherentti mallintaminen.
Tutkijanurani ei lopultakaan jatkunut ympäristötieteiden parissa kuin vain muutaman tuotteliaan vuoden verran. Olin mukana kirjoittamassa yhteensä noin pariakymmentä tieteellistä artikkelia maaperän hiilen dynamiikasta ja biokemiasta, kun sain mahdollisuuden palata tähtitieteen pariin. Hertfordshiren yliopiston tutkija David Pinfield oli nähnyt kaksi vuonna 2009 eksoplaneetoista ja niiden havaitsemisesta julkaisemaani paperia ja otti minuun yhteyttä mainostaen sitä, miten hänellä oli tarjolla projektirahoitusta eksoplaneettatutkimuksen parissa tehtävään tutkimukseen Englannissa. Hain paikkaa ja allekirjoitin työsopimuksen joulukuussa vuonna 2010. En edes välittänyt siitä, että tohtoriopinnot päättävä väitöstilaisuus oli jäänyt järjestämättä pakatessani laukkuni ja muuttaessani läntisen Euroopan kulttuurin ja tieteen pääkaupungin, Lontoon, pohjoispuolella sijaitsevaan St. Albansin kliseiseen englantilaiseen pikkukaupunkiin.
Eksoplaneetat ja paradigman muutos
Bruce Campbellin ja Gamma Cephei A:n jälkeen, heti seuraavana vuonna 1989, David Lathamin johtama tutkimusryhmä raportoi uudesta mielenkiintoisesta kohteesta kiertämässä tähteä HD 114762. artikkelissaan tutkijat kuvasivat uutta pienimassaista kappaletta ruskeaksi kääpiöksi, koska sen noin 11 Jupiterin minimimassa tarkoitti, että kappale kykeni deuteriumin fuusioon ytimessään melko suurella todennäköisyydellä. Tämä tutkijoiden ”näkymättömäksi kumppaniksi” kutsuma kohde, HD 114762 b, havaittiin Gamma Cephei b:n tapaan Doppler spektroskopialla, joka paljasti sen 84 päivän kiertoajan tähtensä ympäri vastaansanomattomalla tavalla (2). Kyse oli merkittävästä löydöstä, vaikka olikin täysin mahdotonta sanoa oliko kohde planeetta vai pienimassainen kääpiötähti. Esimerkiksi ruskeita kääpiöitä, tai kandidaatteja sellaisiksi, tunnetttiin tuolloin vain kourallinen, joten minkä tahansa tyypillistä punaista kääpiötähteä pienemmän kappaleen havainto Aurinkokunnan ulkopuolella oli merkittävä. Vaikka kohde vuosikymmeniä myöhemmin paljastui Gaia -avaruusteleskoopin havaintojen myötä juuri punaiseksi kääpiötähdeksi (3), se herätti 1980-luvulla tähtitieteilijöiden keskuudessa toivoa siitä, että massaltaan planeetoiksi luokiteltavien kappaleiden vetovoimavaikutus olisi mahdollista havaita lähitulevaisuudessa.
Doppler-spektroskopiassa vaikeutena on saada mitattua Dopplerin ilmiöstä aiheutuva tähden näennäisen värin punertuminen tai sinertyminen, kun se liikkuu planeettakuntansa yhteisen massakeskipisteen ympäri. Tarvitaan joitakin tähden valossa tietyillä aalonpituuksilla olevia kiintopisteitä, jotta voimme verrata niiden siirtymää suhteessa laboratoriossa havaittuun spektriin. Kaikeksi onneksi sopivia kiintopisteitä on runsaasti. Tähtien uloimman kaasukehän alkuaineet suodattavat pois ne aallonpituudet, joilla atomit virittyvät korkeampiin energiatiloihin. Silloin näyttää siltä, kuin säteilyspektri olisi tummien viivojen täyttämä. Nämä tummat viivat ovat siis vain aallonpituuksia, joilla havaintolaitteisiimme saapuu vähemmän valoa, joten riittää, kun tarkastellaan viivojen paikan siirtymistä kohti spektrin punaista tai sinistä päätä. Sittenkin tehtävä on hankala — spektriviivojen paikka siirtyy vain joitakin viivan leveyden tuhannesosia, joka on vähemmän kuin havaintolaitteen pikselin koko, joten on havaittava samanaikaisesti satoja viivoja ja laskettava niiden keskimääräistä siirtymää, jolloin saavutetaan havaintoon vaadittava tarkkuus. Oleellista on käytettävän spektrografin erotuskyky, eli se, kuinka monta digitaalikameran pikseliä rekisteröi yksittäisen spektriviivan muodon ja paikan.
Lickin observatorion 3.0 metrin Shane -teleskooppiin asennettiinkin sopiva spektrografi vuonna 1987, kun Butler ja Marcy aloittivat vuosikymmenten mittaisen eksoplaneettojen havaintoprojektinsa. He vertasivat spektriviivojen paikkoja laboratoriossa havaittuihin referenssiviivoihin, jotka tuotettiin jodikaasulla täytetyn suodattimen avulla. Jodi on tarkoitukseen mainio aine esiintyessään molekyylimuodossaan harvana kaasuna. Sen spektrissä on 500 ja 700 nanometrin aallonpituuksien välillä kymmeniätuhansia teräviä spektriviivoja, jotka tarjoavat mainion luonnollisen mitta-asteikon tähtien valon Doppler siirtymän mittaamiseen tarkasti. Jodin ansiosta tutkijat saavuttivat 1990-luvulle tultaessa kyvyn mitata tähtien nopeuden muutoksia hämmästyttävällä 3 m/s tarkkuudella, minkä tiedettiin riittävän eksoplaneettojen vaikutuksen havaitsemiseen. Esimerkiksi Jupiterin vetovoima saa Auringon liikkeen heilahtelemaan amplitudilla 13 m/s, joten Butler ja Marcy tiesivät kykenevänsä havaitsemaan jupiterinkaltaisia kaasujättiläisiä. Enää piti vain odottaa — planeetan rataparametrit voidaan määreittä luotettavasti vasta, kun tähden liikettä on havaittu ainakin yhden ratakierroksen verran. Jupiterin tapauksessa tarvitaan havaintoja yli kymmenen vuoden ajalta.
Englannissa eteeni avautui uusi maailma. Akatemia näyttäytyi edelleen vieraana paikkana mutta avokonttorit, joissa kourallinen vastaväitelleitä tutkijoita näppäili omassa loosissaan omiaan päivästä ja viikosta toiseen tuntui lähinnä huonolta vitsiltä. Olosuhteista huolimatta kirjoitin kolmen vuoden aikana viitisentoista artikkelia erilaisista eksoplaneettoihin liittyvistä aiheista, niiden havaitsemisesta, havaintojen käsittelystä, ja uusista löydöistä. Heti ensi kuukausina julkaisin erään artikkelin, joka herätti merkittävää kansainvälistä huomiota (4). Omanlaisensa episodi käynnistyi, kun Paul Butlerin pitkäaikainen kollega, Shane -teleskoopin spektrografin suunnittelija ja kokenut tutkija Steven Vogt julkaisi vuoden 2010 lopussa artikkelin uudesta merkittävästä planeettalöydöstä tähden Gliese 581 kiertoradalla. Planeettojen määrän laskeminen tähden kiertoradalla ei kuitenkaan ole alkuunkaan yksinkertaista, joten halusin varmistaa tulosten olevan oikein. Vogt tutkimusryhmineen oli väittänyt planeetan GJ 581 g olevan pieni kiviplaneetta tähden elinkelpoisella vyöhykkeellä, joten heidän julkaisunsa sai luonnollisesti runsaasti huomiota kautta globaalin mediakentän. Heitin omassa julkaisussani vuoden 2011 alussa planeetan kuvainnollisen jättiläisrekan alle ja kerroin sen olevan puutteellisten havaintojen mallinnuksen aiheuttama artefakti ja siten virhetulkinta.
Sainkin pian sähköpostia Vogtilta, joka oli kiusaantunut tuloksistani mutta vaikuttunut käyttämistäni data-analyysin menetelmistä. Aloitimme yhteistyön jo samana vuonna ja sain runsaasti uusia kontakteja eksoplaneettojen etsijöihin Yhdysvalloista Australiaan ja Chilestä Saksaan. Parasta oli kuitenkin se, että sain pääsyn koko Lick-Carnegie eksoplaneettaprojektin havaintomateriaaliin. Laskentamenetelmien osaaminen kohtasi havaitsemisen asiantuntijuuden. Saatoin vain ilmaista kiinnostukseni joihinkin tiettyihin lähitähtiin, ja hetkessä käsissäni olivat likimain kaikki niistä tehdyt havainnot viimeisen parinkymmenen vuoden ajalta. Näin ensi kertaa useiden planeettojen olemassaolon mutta samalla turhauduin tieteellisen vertaisarvioinnin ongelmien ja rahoitusvaikeuksien suossa. Eksoplaneettatutkimus oli valtavassa nosteessa, ja ala oli yksi kovimpia tutkijoiden välisen kilpailun areenoita. Rahoituksen saaminen oli kiven alla. Kukapa ei haluaisi löytää uusia maailmoja.
Kuultuaan Michel Mayorin ja Didier Quelozin tekemästä havainnosta, planeetasta 51 Pegasi b, jolla herrat ansaitsivat Nobelin palkinnon vuosia myöhemmin, Paul Butler ryhtyi ottamaan välittömästi yhteyttä kollegoihinsa. Hän tarvitsi kaiken laskentakapasiteetin, jokaisen mahdollisen tietokoneen, joka oli saatavilla. Auringonkaltainen lähitähti 51 Pegasi oli ollut myös Lickin observatorion havaintoluettelossa jo vuodesta 1987 ja sen spektrejä oli vuosien saatossa kertynyt jo kymmeniä. Niitä ei vain oltu vielä prosessoitu, koska juuri kukaan ei ollut osannut odottaa, että kuumia Jupitereita voisi olla olemassa. Prosessointi, ja tähden liikkeen laskeminen, taas vaati runsaasti laskennallisia resursseja, joten jokainen tietokone, jonka Butler saisi valjastettua prosessointiin olisi avuksi. Tutkijoiden ajatuksena oli ollut, että havaintoprojektin tarkkuus riitti havaitsemaan jupiterinkaltaisia planeettoja toisten tähtien kiertoradoilla mutta havaintojen prosessoinnilla ei ollut kiire, koska tarvittiin yli kymmenen vuoden havaintojakso, jotta mitään voitaisiin nähdä. Tai niin tutkijat ainakin ajattelivat, koska arvelivat Jupiterin olevan malliesimerkki muita tähtiä kiertävistä havaittavissa olevista planeetoista. Otto Struven spekulaatiot vuosikymmenten takaa olivat unohtuneet tyystin.
Paul Butlerin tapauksessa ennakko-oletukset kaasuplaneettojen sijainnista kaukana tähdistään maksoivat luultavasti laajaa huomiota saaneen ensimmäisen varmennetun eksoplaneettalöydön auringonkaltaisen tähden kiertolaisena. Hän ei kuitenkaan omien sanojensa mukaan kokenut pettyneensä kovinkaan voimakkaasti. Lick-Carnegien eksoplaneettaprojekti nimittäin kantoi runsain mitoin hedelmää Butlerin ryhmineen varmennettua nopeassa tahdissa 15 Pegasi b:n havainnon ja raportoitua kourallisen muitakin jättiläisplaneettoja. Nykypäivään mennessä havaintoja on kertynyt jo useita satoja, ja niiden ansiosta eksoplaneettojen aikakausi polkaistiin toden teolla käyntiin 1990-luvun loppupuoliskolla. Nyt havaitsemme jo rutiininomaisesti jupiterinkaltaisia planeettoja lähitähtien kiertolaisina, aivan kuten Butler ja Marcy alkujaan suunnittelivatkin. Luonto vain näytti, että sen tutkiminen tuottaa aina tuloksia, joita on hankalaa tai jopa mahdotonta ennustaa.
Uusi aika
Se hetki, kun onnistuu identifioimaan eksoplaneetan signaalin kohinaisista havainnoista on merkittävä. Kun tilastollinen varmuus signaalista ylittää valitut raja-arvot, ja kun vaihtoehtoiset selitykset onnistutaan eliminoimaan, voidaan ryhtyä tarkastelemaan minkälaista planeettaa signaali vastaa. Voimme laskea planeetan radan ominaisuuksia, sen etäisyyden tähdestään ja kiertoajan, sekä määrittää — riippuen käytetystä havaintomenetelmästä — sen säteen tai massan kaltaisia fysikaalisia parametreja. Tunnemme sen kiertämän tähden ominaisuudet, joten voimme arvioida planeetan radallaan pinnalleen saamaa säteilyvuota ja määrittää sen efektiivisen lämpötilan arvioidaksemme onko sen pinnalla edellytyksiä nestemäisen veden esiintymiselle. Jos tunnemme säteen ja massan, voimme arvioida planeetan koostumusta käyttäen erilaisia fysikaalisia koostumusmalleja. Jos transmissiospektroskooppista dataa on saatavilla, voimme arvioida planeetan kaasukehän ominaisuuksia ja siten fysikaalis-kemiallisia olosuhteita sen pinnalla. Voimme arvioida onko planeetan elinkelpoisuus mahdollista ja voisiko sen olosuhteissa esiintyä eläviä organismeja. Ja kaikki tämä tieto voidaan saada havaitsematta itse planeetasta mitään muuta kuin vain sen epäsuoria vaikutuksia tähdestä havaintolaitteisiimme saapuvaan valoon.
Olemme tavallaan kulkeneet pitkän tien ensimmäisistä planeettalöydöistä muttemme sittenkään ole vielä edenneet kauaksi. Doppler spektroskopia on edelleen tärkeä havaintomenetelmä, joskin ylikulkujen havaitsemiseen soveltuvat avaruusteleskoopit ovat tuottaneet vieläkin enemmän mielenkiintoisia löytöjä. Tarkkailemme kuitenkin edelleen epäsuorasti tähtien liikettä ja käytämme Keplerin satoja vuosia vanhoja liikelakeja saadaksemme selville planeettojen ratojen ominaisuuksia. Olemme nähneet merkkejä lähes kaikkia lähitähtiä kiertävistä planeetoista mutta ne ovat edelleenkin valtaosaltaan vain tähtien havainnoista esiin kaivettua marginaalisen pientä heilahtelua, jonka tulkintana planeetta on mainio selitysmalli. Silti, siihen pienenpieneen heilahteluun pohjautuu jodenkin kiinnostavien lähitähtien tapauksessa jopa satojen tutkimusartikkelien kirjallisuus.
Olen ollut tieteen eturintamassa yli vuosikymmenen. Olen seissyt historian jättiläisten harteilla nähdäkseni aina silloin tällöin hiukan kauemmaksi kuin kukaan muu ennen minua. Olen samaan aikaan kiitollinen saamistani mahdollisuuksista ja pettynyt siihen, miten tiedepolitiikka on rikki. Tieni tieteen eturintamaan ei ole ollut vain mutkikas, vaan se on ollut myös täynnä ylitsepääsemättömiä esteitä, joita resursseista päättävät poliitikot ovat halunneet asettaa hidastamaan nuorten tutkijoiden kapuamista jättiläisten harteille. Minun kokemukseni tietenkin kuvastaa vain yksittäistä tapahtumasarjaa ja anekdoottia, mutta siinäkin näkyvät yhteiskunnalliset rakenteet, joista oleellisin on tapamme rahoittaa tiedettä ja sen tekemistä.
Samalla, kun olen ollut valtavan onnekas pysyttyäni tieteen eturintamassa jo puolitoista vuosikymmentä, tiedostan myös, että en ole vakiinnuttanut asemaani tutkijana siksi, että olisin poikkeuksellisen pätevä, ylivertaisen älykäs tai erinomaisen syvällisesti oppinut. Sellaisilla ominaisuuksilla on vain vähän tekemistä akateemisen uran rakentamisen kanssa. Yksi tärkeimpiä ominaisuuksia on sinnikkyys. Tutkija tai tutkijaksi haluava ei saa lannistua jatkuvista hylkäyksistä ja arvioinneista, köyhyydestä tai sen uhasta, taloudellisesta epävarmuudesta tai edes siitä, että seuraava leipä saattaa löytyä kaukaisesta maasta toiselta mantereelta. Sitäkin tärkeämpää on kuitenkin puhdas tuuri. On saatava tasaisella vauhdilla positiivisia rahoituspäätöksiä akateemisen maailman jatkuvista lottoarvonnoista, joissa päätetään kuka saa tutkimukseensa resursseja ja kuka ei. On onnistuttava tuntemaan läheisesti juuri niitä kokeneempia kollegoita, jotka onnistuvat samoissa arvonnoissa parhaiten. Ja on onnistuttava saamaan merkittäviä positiivisia tutkimustuloksia, joiden hehkuttamiseen voi perustaa seuraavat arvontakuponkinsa, joita rahoitushakemuksiksikin kutsutaan. Tieteen perustusten vahvistaminen ja aiempien tulosten huolellinen varmentaminen ja varmistaminen ei kelpaa riittäväksi meriitiksi huippujulkaisuihin ja siihen ajan haaskaaminen heikentää siksi tulevaisuuden rahoitusmahdollisuuksia merkittävästi. Koko tiedemaailma on rikki.
Tutkijana onnistuminen on alttiina akateemisen maailman puuskittaisille myötä- ja vastatuulille, jotka aiheutuvat viimekädessä vain lyhyttä aikaperspektiiviä hahmottavien poliitikkojen poukkoilevasta resurssien sormeilusta. Toisinaan halutaan päättää poliittisin perustein mikä tiede on tekemisen arvoista, mitä kutsutaan innovaatioita tuottavaksi tutkimuksen keihäänkärjeksi ja resursoidaan avokätisesti, ja mitä heitetään jatkuvasti katuojaan toistuvin stoalaisen tyyneyden sävyttämin resurssileikkauksin ja kasvavin tuotantovaatimuksin. Toisinaan taas halutaan yksioikoisesti syöstä koko akateeminen kenttä kurimukseen viemällä resursseja pois ja vetoamalla sitten yliopistojen autonomiaan siinä, mistä tieteenaloista haluavat karsia. Omille lempialoille toki saatetaan syytää resursseja ja sitten toisella kädellä leikataan hallinnosta ikiaikaisen julkisen sektorin tehostamisen nimissä, pakottaen jopa kovapalkkaiset professorit tekemään sihteerien töitä. On sanomattakin selvää, että tieteentekijöiden parhaimmiston pakottaminen pyörittämään papereita heikentää tieteenteon mahdollisuuksia mutta se on tietenkin tarkoituskin — poliitikot kyllä ymmärtävät mainiosti toimiensa seuraukset.
Voin katsoa taaksepäin ja todeta, että olen kuin ihmeen kaupalla onnistunut väistämään pahimmat karikot ja pitämään pääni pinnalla akateemisen maailman syvissä vesissä. Ainakin toistaiseksi. Mikään ei kuitenkaan takaa, että onneni jatkuisi tulevaisuudessa. Eksoplaneettatutkimus on kuitenkin etenemässä jopa Suomessa. Kevään satoa on yksi uusi maisterin tutkinto eksoplaneettatutkimuksesta ja tuloillaan on luultavasti toinenkin vielä tämän vuoden kuluessa. Seuraava tutkijasukupolvi oppii näkemään näkymättömän ja heidän silmänsä ovat entistäkin tarkemmat. Rahoituksen saaminen taas on edelleenkin likimain mahdotonta, mistä on osoituksena Suomen Akatemialle kirjoittamani hakemuksen täysi pistepotti arvioinnista ja sen jääminen vaille rahoitusta kaikesta huolimatta.
Tiedonjano saa kuitenkin jatkamaan. Haluan edelleenkin tehdä tutkimusta ja olen siinä aivan yhtä innokas kuin luettuani eksoplaneetoista, uusista maailmoista, ensimmäistä kertaa. Raha taas ei minua kiinnosta, se aiheuttaa lähinnä vain harmia mutta yhteiskunnassamme toimimiseen vaaditaan rahallisia resursseja, koska tiedettä ei edelleenkään tehdä pelkällä pyhällä hengellä ja sisäinen motivaatio ei taltuta nälkää tai kata laskuja. Valitettavasti tieteen arvostus poliittisella kentällä näkyy rahallisina resursseina huomattavasti heikommin kuin tyhjänpäiväisissä juhlapuheissa.
Kirjoitus on julkaistu ensimmäisenä Tähtitieteellinen yhdistys Ursan blogissa Eksoplaneetta hukassa.
Lisää aiheesta
Lähteet
- Campbell et al. 1988, A Search for Substellar Companions to Solar-type Stars. The Astrophysical Journal, 331, 902.
- Latham et al. 1989. The unseen companion of HD 114762: a probable brown dwarf. Nature, 339, 38.
- Kiefer 2019. Determining the mass of the planetary candidate HD 114762 b using Gaia. Astronomy and Astrophysics, 632, L9.
- Tuomi 2011. Bayesian re-analysis of the radial velocities of Gliese 581. Evidence in favour of only four planetary companions. Astronomy and Astrophysics, 528, L5.
Tieteenkieltämisen poliittinen perinne — miksi tutkijoiden ääntä ei kuulla?
Näin pandemian aikakautena voisi kuvitella, että harvalle tulee mieleen kyseenalaistaa tieteen ja tutkimuksen merkitystä. Tuhannet tutkijat ovat tehneet valtavasti työtä ymmärtääkseen ja torjuakseen uutta, tappavaa taudinaiheuttajaa ja työn seurauksena, rokotteen kehittämisen myötä, alamme päästä kohti yhteiskunnan avaamista ennalleen. Laajempi tarkastelu paljastaa kuitenkin taustalta karumman kokonaiskuvan.
Tutkijat ovat vuosien ajan varoittaneet ekosysteemien hävittämisen johtavan ihmisten ja erilaisten eläinlajien välisen kanssakäymisen määrän kasvuun. Se tuottaa kuin liukuhihnalta uusia tartuntatauteja, ja niistä vain yksi ainoa on nyt aiheuttanut globaalisti miljoonia kuolemantapauksia. Silti ekosysteemejä hävitetään huimaa vauhtia, mikä kasvattaa uusien virusten mahdollisuuksia siirtyä ja päästä leviämään ihmispopulaation keskuuteen. Suomikaan ei ole poikkeus, vaan lajikato on meilläkin tosiasia erityisesti vanhojen metsien lajiston ollessa hätää kärsimässä maanlaajuisesti. Tutkijoiden viesti kyllä otetaan vastaan heidän tarjotessaan tappavaa tautia ehkäiseviä ihmelääkkeitä mutta lakaistaan heti perään maton alle, kun kyseessä on luonnon monimuotoisuuden säilyttäminen ja tulevien tautien ennaltaehkäisy.
Biodiversiteettikato ei ole ainoa asia, jonka suhteen tieteen tulosten hyväksymisen katsotaan olevan vapaaehtoista. Yhteiskunnallista valtaa käyttävien joukossa kieltäydytään edelleen kategorisesti torjumasta ilmastokatastrofia riittävin keinoin. Syy tieteen hylkäämiseen on tietenkin selvä: tiede sanoo lukuisten yhteiskunnan osa-alueiden olevan perusteellisen muutoksen edessä, ja sitä muutosta vastustetaan vimmatusti, koska monet hyötyvät juuri nyt taloudellisesti siitä, että mikään ei muutu. Vaikka vaihtoehtona on muutos ilmastokatastrofin pakottamana, aivan liian moni kieltäytyy hyväksymästä tosiasioita jopa niiden näkyessä päivittäin uutisissa ennätyksiä rikkovina pyörremyrskyinä, tuhotulvina, metsäpaloina, helleaaltoina, kuivuuskausina ja nälänhätinä.
Suoranainen tiedeviha nostaa hetkessä päätään, kun tutkijat kertovat tarvittavista toimenpiteistä ilmastokatastrofin ja luontokadon pysäyttämiseksi. On vähennettävä lihantuotantoa ja -kulutusta, on lopetettava avohakkuut ja ennallistettava turvesuot lopettaen turpeen poltto. On estettävä ravinteita valumasta vesistöihin ja annettava metsien kasvaa vanhoiksi, monimuotoisiksi biodiversiteetin kehdoiksi. On ajettava alas fossiilisten polttoaineiden tuotanto ja käyttö ja rakennettava kestävä yhteiskunta, jossa materiaalinen kulutus on paljon pienempää kuin nyt. Ja se kaikki on tehtävä sosiaalisesti oikeudenmukaisella tavalla, jotta valmiiksi heikoimmassa asemassa olevat — niin globaalisti kuin paikallisestikin — eivät kärsisi eniten. Kun näitä asioita nostetaan esiin, rientää paikalle hetkessä suuri joukko lobbareita ja hyödyllisiä idiootteja kertomaan, miten mitään ei saa muuttaa ja miten kaikki voitava on jo tehty. Samoin aivan liian monet opportunistiset poliitikot rakentavat uransa perustuen tähän tieteen kieltävään fantasiamaailmaan. Silloin tutkijoiden viesti lakaistaan maton alle — sen hyväksyminen tarkoittaisi valtaisaa kulutuksen, tuotannon ja talouden uudelleenjärjestelyä, mikä puolestaan osuisi voimakkaasti suurinta taloudellista ja samalla yhteiskunnallista valtaa käyttävien lompakkoon.
Lihantuottajat tietenkin saavat poliitikkonsa vastustamaan kaikkia toimenpiteitä lihantuotannon vähentämiseksi. Ja sen tosiasian sanominen ääneen, että maatalouden päästöt eivät ole laskeneet, saa aikaan hyökkäyksen sanansaattajaa vastaan. Samoin metsäteollisuus saa taskussaan olevat poliittiset tahot jatkamaan metsäluonnon hävittämistä jopa luonnonsuojelua ennaltaehkäisevin aavistushakkuin, jotta voisi pitää kiinni nykyisestä ansaintamallistaan. Ironisesti, ilmastokatastrofia kiihdyttävä massaturismi on hätää kärsimässä saman viruksen vuoksi, jonka sen lukemattomat loma- ja reittilennot levittivät maailmanlaajuiseksi.
Laajemmin, yhteiskuntaamme riivaa usko kaiken työn absoluuttiseen hyödyllisyyteen, vaikka monen työn tekeminen tuleekin kokonaisuutena kalliimmaksi kuin tulisi maksaminen työntekijöille siitä, etteivät he tee mitään. Taustalla on ikuisen talouskasvun ideologia, johon kuuluu olennaisena osana narratiivi työnteosta absoluuttisena hyvänä. Kaikki työ ei todellakaan ole arvokasta, tai edes hyödyksi muille kuin teettäjälleen mutta tosiasiallisesti turhakin työ edesauttaa kirjanpitomme numeroarvojen maksimoinnissa ja luo samalla omistavalle luokalle vaurautta. Kun tutkijat ovat huomauttaneet kasvuhakuisen talousmallin lisäävän kulutusta jopa planeettamme kantokyvylle haitallisella tavalla, tai että kestävä kasvu on pitkällä aikavälillä mahdotonta, on tuloksena ollut vain hiljaisuutta tai vihaisia purkauksia talouskasvun mukanaan tuomasta hyvästä.
Vallitsevan politiikan ja tieteen tulosten ristiriita on mainiosti näkyvillä tiedepolitiikassa. Edellisen hallituksen toteuttamien ennätyksellisten tieteen, tutkimuksen ja koulutuksen leikkausten jäljiltä uuden hallituksen poliitikot tuovat pöydälle uusia perustutkimuksen rahoituksen leikkauksia. Toiminta on kuin stoalaisella tyyneydellä tutkijoita kohtaan tehty kostoisku, jossa olennaista on tutkijoiden ja muiden yliopistolaisten työntäminen syvemmälle kasvavan kilpailun ja heikompien resurssien suohon, jotta he eivät saisi ääntään kuuluviin yhteiskunnallisissa asioissa. Voimme vain koettaa torjua leikkauksia toisensa jälkeen sillä lopputuloksella, että resurssit kutistuvat hiukan hitaammin kuin olisivat kutistuneet ilman tiedeyhteisön voimakasta vastustusta. Onnistuminen torjunnassa kun ei koskaan tarkoita resurssien kasvua.
Tarvitaan tieteen kunnianpalautus. Tarvitaan stabiilia perusrahoitusta ja tutkijoille vapautta tehdä tärkeimmäksi katsomaansa tutkimusta rauhassa, vailla jatkuvia rahoituspaineita. Tarvitaan laaja-alaista perustutkimusta aivan kaikilla tieteenaloilla. Poliitikkojen tehtävä taas on turvata tieteen rahoitus. Lapsikin tietää, että leikkaaminen tieteestä on samalla leikkaamista tiedosta, koulutuksesta, osaamisesta, ja lopulta tulevaisuudesta. Leikkaaminen tieteestä on leikkaamista tulevaisuuden kulkutauteja torjuvista rokotteista, niin konkreettisesti kuin kuvainnollisestikin.
Poliittisten päättäjien vastuu ei kuitenkaan lopu siihen, että he saattavat tieteen ja tutkimuksen resurssit riittävälle tasolle. Heidän vastuullaan on myös kuunnella mitä tutkijat sanovat toimiessaan asiantuntijan roolissa ja antaessaan suosituksia poliittisista toimenpiteistä. Se koskee aivan kaikkea päätöksentekoa.
Lisää aiheesta
Tähtitieteilijät löysivät lähitähden planeetalta merkkejä vieraasta elämästä
Suomalaisten tähtitieteen tutkijoiden johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on tehnyt valtaisan löydön — tuoreiden tulosten mukaan Maa ei ole enää ainut tunnettu elävä planeetta. Tutkijat havaitsivat vapaata happea lähitähteä kiertävän eksoplaneetan Gliese 916 c kaasukehässä havaitsemalla transmissiospektriä…
Tieteellisen julkaisemisen sietämätön keveys
Tutkijan työhön kuuluu erittäin oleellisena osana saatujen tutkimustulosten julkaisu. Tutkijat kirjoittavat raportin, jossa kerrotaan yksityiskohtaisesti mitä on tutkittu ja miksi, millä menetelmillä tutkimusta on tehty ja mitä on saatu tuloksiksi, sekä mitkä ovat tulosten merkitykset ja tulkinnat. Kaikessa tässä pyritään mahdollisimman läpinäkyvään prosessiin, minimoimaan tehdyt subjektiiviset oletukset ja lopuksi verrataan saatuja tuloksia siihen, mitä asiasta on aiemmin tiedetty. Se ei kuitenkaan riitä, vaan ennen julkaisua tutkimus käy vertaisarvioinniksi kutsutun prosessin läpi — siinä alan muut asiantuntijat arvioivat onko tutkimus tehty tieteen ja tieteenalan vaatimuksia noudattaen, riittävän huolellisesti ja luotettavasti, ja ovatko tulokset ja niistä tehdyt tulkinnat oikein ja riittävän hyvin perusteltuja. Vasta vertaisarvioinnin läpäistyään, tutkimuksesta tulee tiedettä, osa tieteen kirjallisuutta, jota jatkossa kritisoidaan, tarkennetaan, epäillään ja tuetaan tieteen kriteerien mukaisesti. Uusi tutkimus on julkaistu mutta julkaisuprosessissa on ominaisuuksia, jotka vaikuttavat julkaistun tieteen laatuun, eivätkä aina positiivisesti.
Tieteellisessä julkaisemisessa on runsaasti ongelmakohtia, joista ilmeisimmät herättivät vilkasta keskustelua Helsingin yliopiston tutkijan Roope Kaarosen otettua asiaan kantaa ymmärrettävän turhautuneena. Merkittävässä roolissa ovat tieteen julkaisijoiden liiketaloudelliset motiivit, niistä seuraava osin sinisilmäisten tutkijoiden hyväksikäyttö, ja sensaatiohakuinen julkaiseminen, joka pakottaa tutkijatkin tekemään sensaatiohakuista tutkimusta, josta saa revittyä maukkaita otsikoita ja joka myy. Kaupallisuus ja tutkimus on sotkettu sekavaksi vyyhdeksi, jossa tieteelliset ansiot saavat väistyä.
Tieteellinen julkaisutoiminta on ehkä koko tiedejärjestelmän pahin ongelmakohta. Silti siitä Suomessa tunnutaan puhuvan verrattain vähän.
— Roope Kaaronen (@RoopeKaaronen) April 16, 2021
Pieni yleissivistävä ketju siitä, miten perseellään ollaan. Kolme pääpointtia.
Ilmeisin ongelmista on suurten kustantamoiden voitontavoittelu niiden jahdatessa äärimmäisen kannattavina yhä enemmän lisäarvoa tutkijoiden kustannuksella. Kun tutkijat saavat tutkimuksensa valmiiksi, he lähettävät siitä kirjoittamansa raportin julkaistavaksi. Kustantamot eivät maksa sisällön tuottamisesta penniäkään, vaan päin vastoin saattavat vaatia tutkijoilta jopa tuhansien eurojen maksuja siitä, että tutkimus ylipäätään julkaistaan. Kustantamot palkkaavat toimittajat, jotka järjestävät vertaisarvioinnin, ja lähettävät tutkimukset vertaisarvioitaviksi alan asiantuntijoille, toisille tutkijoille. He taas suorittavat arvioinnin — laaduntarkkailun ja tieteen merkittävyyden seulonnan — ilmaiseksi, saamatta minkäänlaista korvausta työstään. Vertaisarviointiin kuluu minimissään joitakin tunteja mutta joskus jopa useita päiviä tai viikkoja, joidenkin arvioijien suorittaessa työnsä suurella huolellisuudella. Se on ilmaista työtä kustantamoiden liikevoiton eteen.
Jotta kuvio olisi vieläkin ihmeellisempi, kustantamot julkaisevat tieteen maksullisena — pääsy tieteellisiin julkaisusarjoihin maksaa kymmeniätuhansia euroja akateemisille instituutioille ja jokaisen yksittäisen tutkimuksen lukeminen maksaa yksittäiselle lukijalle parhaimmillaan kymmeniä euroja sen ollessa kustantamoiden rakentamien maksumuurien takana. En esimerkiksi itsekään pääse lukemaan Nature -julkaisusarjassa julkaistua artikkelia, jonka keskeiset tulokset tuotin itse ja jonka kirjoittamiseen osallistuin, koska artikkeli on maksumuurin takana (Kuva 1.). Minulla on tietenkin pääsy artikkeliin työnantajani Helsingin yliopiston tarjoamana, koska yliopisto maksaa siitä kustantajalle vuosittain maltaita. Se on rahaa, joka on poissa tutkimuksesta ja tutkijoiden palkoista. Kustantajat siis myyvät yliopistoille ja tutkijoille tuotteen, jonka yliopistojen itsensä palkkaamat tutkijat ovat omakustanteisesti tuottaneet. Millä tahansa muulla alalla tällaista toimintamalla edes ehdottavia pidettäisiin kylähulluina, joiden kuuntelemiseen ei kannata hukata aikaa.
Miksi tiedeyhteisön älykkäinä pidetyt jäsenet sitten suostuvat näin nurinkuriseen ja omituiseen julkaisumalliin? Usein heillä ei ole vaihtoehtoja. ”Arvostetuimmat” julkaisusarjat ovat tavallisesti juuri niitä ahneimpia sarjoja, koska voivat olla. Tutkijoiden taas on pakko julkaista ”arvostetuissa” sarjoissa, koska heidän suoriutumistaan arvioidaan sen perusteella, kuinka paljon ”arvostettua” tiedettä he julkaisevat. Kierre on valmis. Maksamme siitä, että julkaisemme tiedettä, jotta saamme rahaa akateemisten arviointikriteerien perusteella jatkaaksemme tutkimusta ja maksaaksemme uudet julkaisut. Verrattaen uutena innovaationa julkaisusarjat vaativat useita tuhansia euroja maksuja siitä, että julkaistavaa artikkelia ei piiloteta maksumuurin taakse, vaan se on kaikille ilmaiseksi saatavilla. Kuvan 1. artikkelin tapauksessa ryhmällämme ei ollut sellaista rahaa maksettavaksi, vaan tutkimus pysyy maksumuurin takana. Kustantaja siis tekee jatkossakin kovaa tulosta piilottamalla merkittävimmän tieteellisen tuloksemme maksumuurin taakse. Kaikkein ironisinta on, että tieteellinen tutkimus rahoitetaan pääasiassa julkisista varoista ja silti tuotettu tutkimus pysyy suurelle yleisölle piilossa. On suorastaan absurdin merkillistä, että tutkimusta rahoittavat valtiot eivät vaadi tilanteeseen muutosta.
Mutta muutosta vaativat kovaan ääneen tutkijoistakin vain harvat. Julkaiseminen on kiinteä osa tieteellistä tutkimusta — jos tulosta ei raportoida vertaisarvioidussa muodossa, muun tutkijayhteisön mielestä sitä ei ole edes tehty. Vain kritiikille altistettu, ja ennakkoarvioinnin läpäissyt tiede katsotaan olemassaolevaksi tieteeksi. Mikään ei tietenkään estä julkaisemasta muualla ja yksittäinen tutkija voi aina valita lähettää raporttinsa muualle, voittoa tavoittelemattomiin julkaisusarjoihin. Ne vain usein katsotaan vähempiarvoisiksi ja kun tutkijan tieteellisiä ansioita jatkossa arvioidaan, hän häviää armotta niille, jotka julkaisevat ”arvostetuissa” sarjoissa kuten kuvan 1. Nature. Tapahtuu luonnonvalintaa. ”Arvostettuja” julkaisusarjoja hyljeksivät tutkijat jäävät vaille työpaikkaa, ilman rahoitusta, ja heitä ei palkata yliopistojen virkoihin. He poistuvat akateemisesta koneistosta, koska valitsivat mediansa väärin — täysin riippumatta siitä, kuinka laadukasta, kiinnostavaa ja pätevää heidän tuottamansa tiede on. Ne, jotka eivät kyseenalaista järjestelmää, vaan toimivat sen puitteissa, saavat jäädä ja saavuttavat johtavan aseman tieteellisissä instituutioissa.
Mikä sitten määrää julkaisusarjan arvostuksen? Miksi yhdessä lehdessä julkaistu tulos on merkittävämpi kuin jos se olisi julkaistu toisessa lehdessä? Syy löytyy siitä kuinka vaikeaa tutkimuksen merkittävyyden arviointi on. Eri tieteenaloja kattavasta julkaisujen paremmuusjärjestyksestä ei voida puhuakaan mutta edes saman tieteenalan julkaisujen merkitsevyydelle on mahdotonta asettaa paremmuusjärjestystä muutoin kuin täysin subjektiivisin kriteerein. Yksi sellainen subjektiivinen kriteeri on tarkastella kuinka moni myöhempi tieteellinen julkaisu käyttää julkaisua lähdemateriaalinaan ja viittaa siihen.
Tavallisesti oletetaan, että mitä useampi viittaus julkaisuun tulee, sitä arvostetumpi ja parempi se on. Oletus on ongelmallinen monella tapaa. Se voi olla totta mutta on myös mahdollista, että julkaistun tutkimuksen arvoa ei ole vielä yleisesti ymmärretty ja siksi siihen ei ole viitattu. Saattaa olla, että tutkimus on julkaistu vähemmän arvostetussa julkaisusarjassa, jolloin se ei ole tullut tiedeyhteisteisön sisällä laajemmin tunnetuksi ja siihen ei siksi viitata. Tutkijat kun ovat vain ihmisiä, eivätkä he voi viitata tuloksiin, joiden olemassaoloa eivät tunne. Tutkijat saattavat myös viitata tulokseen sanoen sen olevan heikosti perusteltu tai väärä, mikä tulkitaan arviointijärjestelmässä meriitiksi tutkimukselle. Toisinaan ”arvostetussa” julkaisusarjassa julkaistu mutta metodologisesti väärin tehty tutkimus saa paljon viittauksia, koska monet tutkijat näkevät julkaistun tuloksen ja ottavat sen esimerkiksi ongelmasta tai menetelmällisesti virheellisestä tuloksesta.
Samalla periaatteella arvotetaan eri julkaisusarjat. Niiden arvostusjärjestys määrittyy sen mukaisesti kuinka paljon niiden julkaisemiin tutkimuksiin keskimäärin viitataan. Silloin julkaisusarjojen kannattaa julkaista hämmästyttäviä ja huomiota herättäviä tuloksia jopa riippumatta siitä kuinka hyvin ne on tehty. Itse asiassa, ”arvostetuimmat” julkaisusarjat ovat toisinaan jopa keskimääräistä heikompia, kun tarkastellaan tulosten luotettavuutta (1). Tilanne kuvastaa vain äärimmäisen vääristynyttä käsitystä siitä, mikä on arvostettua — siksi olen käyttänyt sanan ympärillä lainausmerkkejä. Olen nähnyt ”arvostetuissa” julkaisusarjoissa julkaistavan metodologisia virheitä vilisevää roskaa, jota en kelpuuttaisi edes opiskelijan harjoitustyöksi. Vastaavasti olen nähnyt fantastisen perustavanlaatuisia ja merkittäviä tuloksia julkaistavan sarjoissa, joita juuri kukaan ei lue ja joiden tulokset jäävät pääasiassa tuntemattomiksi jopa saman tietenalan tutkijoille. Lisäksi, ”arvostetut” julkaisusarjat vain harvoin ottavat julkaistavakseen tiedettä, joka muodostaa perustutkimuksen kivijalan: tuloksia, jotka toistavat ja varmentavat aiemmat tutkimukset tai negatiivisia tuloksia, jotka osoittavat, miten jollakin tekijällä ei ole vaikutusta tutkittavaan asiaan. Sellaiset tulokset eivät juuri herätä huomiota ja niihin ei viitata niin paljon kuin alkuperäisiin positiivisiin tuloksiin, jolloin niiden julkaiseminen katsotaan vähemmän arvokkaaksi. Siitä kärsii tiede.
Mitä voimme tehdä?
On monia toimenpiteitä, joihin tutkijat ja tiedeyhteisön jäsenet, yliopistot ja tieteen rahoittajat voivat ryhtyä akateemisen julkaisumaailman ongelmakohtien ratkaisemiseksi.
Tieteen merkittävyyden kriteereinä ei voida pitää yksinkertaisia numeroita kuten viittausten määriä, ja tutkimustulosten ja siten tutkijoiden työn merkittävyyden arvioinnissa on ryhdyttävä katsomaan kokonaisuutta. Se media, jossa tutkimus julkaistaan, ei saa vaikuttaa arvioihin tutkimuksen laadusta, kunhan vain tieteellisen julkaisemisen minimivaatimukset on täytetty. Tutkimuksen on oltava tieteen pelisääntöjen mukaan tehty, vailla ongelmia tehdyissä oletuksissa ja käytetyissä menetelmissä, mikä on varmennettava alustavasti vertaisarvioinnilla. Kun tämä perusvarmistus on tehty, tulisi olla aivan samantekevää millä alustalla tulos julkistetaan. Sen merkittävyyden määrittää tiedeyhteisö, jonka jäsenet, omin subjektiivisin kriteerein, kyllä osaavat arvioida yksittäisen tieteellisen tutkimuksen laadun ja merkitsevyyden. Aivan samoin alan asiantuntijat kykenevät arvioimaan yksittäisen tutkijan työn merkittävyyden tarkastelemalla hänen julkaisemiaan tutkimuksia. Ongelma tässä kaikessa on siinä, että yksinkertaisiin numeroihin kuten vittausten määriin on helppoa perustaa päätöksiä. Perusteellinen arviointi taas vie resursseja ja on vaivalloista. Siitä päästään toiseen ratkaisuun.
Kilpaillun rahoituksen määrää on vähennettävä radikaalisti tieteenteossa. Mitä enemmän tutkijat joutuvat kilpailemaan rahoituksesta, sitä enemmän heidän tutkimustaan on arvioitava ja asetettava paremmuusjärjestykseen. Vastaavasti, sitä vähemmän resursseja jokaiseen arviointiin riittää, joten käytämme entistä helpommin yksinkertaisia numeroita kuten viittausten määriä. Tieteenteon rahoitusmallit siis johtavat tilanteeseen, jossa käytetään yksinkertaisia arviointikriteerejä, mikä johtaa ongelmiin tieteellisessä julkaisemisessa. Tulisi muutenkin hyväksyä, että perustutkimus on tuloksellisinta silloin kun tutkijoilla on vähemmän paineita julkaista merkittäviä tuloksia, vakaampi taloudellinen asema nykyisen pätkätyökierteen sijaan ja enemmän mahdollisuuksia työstää tuloksiaan yhteistyössä muiden tutkijoiden kanssa paremmiksi, vaikuttavammiksi ja kattavammiksi. Jatkuva kilpailu rahoituksesta pirstaloi tutkimuksen, polttaa lopuun sen tekijät ja heikentää tieteen laatua mutta se johtaa myös yksinkertaisten viittausindikaattorien suosimiseen, koska jokaisen tutkijan suoriutumista joudutaan arvioimaan kaiken aikaa.
Yksittäiset tutkijat eivät juuri voi vaikuttaa rahoitusmalleihin ja -kriteereihin, joiden suunnittelu on viime kädessä poliitikkojen ja tiedettä rahoittavien säätiöiden tehtävä. Yksittäiset tutkijat kuitenkin voivat omilla toimillaan vaikuttaa julkaisukäytäntöihin toimimalla itse paremmin ja vastuullisemmin. Voimme kieltäytyä tekemästä ilmaistyötä voittoa tavoittelevien kustantamoiden hyväksi ja vaatia palkkiota toimiessamme uuden tieteen vertaisarvioijina tai kieltäytyä maksumuurin taakse piilotettavan tieteen arvioinnista. Voimme julkaista julkaisusarjoissa, jotka eivät ole voittoa tavottelevia toimijoita, vaan tarjoavat tieteen kaikkien saataville vapaasti. Voimme viedä tutkimuksemme sinne missä sen julkaiseminen on moraalisesti oikein, eduksi tieteelle, vaikka se olisikin lyhytnäköisesti haitallista omalle urallemme. Voimme puhua kollegoillemme ongelmakohdista ja saada heidät toimimaan samojen periaatteiden mukaisesti, tieteen vapauden puolesta. Suurin vastuu on akateemisen hierarkian huipulla olevilla kokeneilla tutkijoilla, tutkimusryhmiä ja -laitoksia johtavilla professoreilla. Määräaikaisessa asemassa olevan nuoren tutkijan on toimittava olemassaolevan järjestelmän pelisääntöjen mukaan, jotta saa elantonsa rakastamastaan työstä, mutta professoreiden painoarvolla voidaan muuttaa vallitsevia käytäntöjä.
Lopultakin, tiede on aivan liian arvokasta, jotta antaisimme suurille kustantamoille oikeudet sen piilottamiseen mahdollisimman tehokkaasti niiltä, joilla ei ole mahdollisuuksia maksaa alati kasvavia maksuja pääsystä julkisin varoin tuotetun tiedon äärelle. On luotava parempia julkaisuareenoita, kuten oman tieteenalani tähtitieteen uusi julkaisusarja The Open Jurnal of Astrophysics, joka on rakennettu vapaan julkaisuarkiston arXiv päälle vertaisarviontikanavaksi. Näiden uusien medioiden nostaminen hyväksytyiksi tieteellisiksi areenoiksi taas vaatii sitä, että niitä käytetään ja niissä julkaistua tiedettä pidetään yhtä hyväksyttynä rahoituspäätöksiä tehtäessä kuin muuallakin julkaistua. Samalla perinteisistä julkaisusarjoista on luovuttava, jotta mikään liikevoittoa tavoitteleva toimija ei voisi enää kiristää yliopistoilta maksuja vain, jotta tutkijoilla olisi pääsy edes lukemaan alansa uusinta tiedettä.
Tieteen vapaus ja riippumattomuus kärsivät rahallisiin arvoihin hirttäytyneestä yhteiskuntamallista mutta asian ei ole pakko olla niin, vaan järjestelmiä voi aina muuttaa. Jotta tiede olisi mahdollisimman laadukasta, järjestelmää on muutettava ja julkaisukäytännöt on otettava pois taloudellisen edun tavoittelun turmiollisesta vaikutuspiiristä. Tiede voi olla vapaata vain silloin, kun se on saatavilla kaikille. Olemme kuitenkin rakentaneet maailman, jossa näin ei ole. Se maailma on muutettava. Emme voi vain luottaa poliitikkoihin, koska tieteelliset julkaisijat osaavat kyllä muuttaa taloudellisen valtansa poliittiseksi vallaksi, vaan tutkijoiden itsensä on oltava aktiivisina toimijoina. Ja aika toimia on nyt.
Lähteet
Radioviestejä läheisiltä eksoplaneetoilta
Oma tiedejournalismin alalajinsa on ajoittain toistuva uutisointi maankaltaisista planeetoista, joilla voi esiintyä elämää ja jopa teknisiä sivilisaatioita, ja joiden biosfäärit ja asukkaat vain odottavat löytämistään. Löytö on uutisten mukaan aina aivan nurkan takana, kunhan tähtitieteilijät vielä saavat lopullisen varmistavan havainnon. Kyse on tavanomaisesta liioittelusta ja itse tieteeseen löyhästi perustuvasta tarinankerronnasta, jolla kalastellaan lukijoita ja klikkauksia, jotta median mainosrahoitteiseen kirstuun kilahtaisi hiukan lisää pelimerkkejä. Sama pätee kaikenlaisiin uutisiin avaruudesta löydetyistä mystisistä radiosignaaleista, jotka klikkijournalismissa kehystetään vieraiden sivilisaatioiden lähettämiksi, vaikka kyse on vain siitä, että niiden syntymekanismia ei vielä tunneta. Tuoreimman esimerkin tarjosi brittilehti Guardian.
Kun otsikkotasolla yhdistetään ”alieneita etsivät tutkijat” ja ”lähitähdestä saapuva radiosignaali”, ollaan vahvasti klikkijournalismin äärellä. Silloin näiden kahden todellisen asian avulla luodaan assosiaatio, jossa vieras sivilisaatio on lähettänyt signaalin havaittavaksemme. Lukijan muistiin kaiverretaan ”vieras sivilisaatio” ja ”radiosignaali” ja lopun hoitaa inhimillinen mieli, jonka huijaaminen uskomaan mihin tahansa huuhaaseen on jo tutkimustenkin valossa erittäin helppoa. Vieraan sivilisaation signaaleja ei tietenkään ole havaittu mutta on totta, että on tutkijoita, jotka koettavat niitä löytää, ja avaruudessa erilaiset ilmiöt tuottavat radioalueen säteilyä, jonka joskus saatamme tulkita jonkinlaiseksi informaatiota koodaavaksi signaaliksi.
Journalistiselta laadultaan jo vuosikymmenen rankasti heikenneen Guardianin jutussa on vahvan sensaatiohakuinen ote. Radiosignaalin lähteeksi nimetään heti alussa Aurinkoa lähinnä sijaitseva tähti, Proxima Centauri, jota tiedämme kiertävän ainakin kaksi eksoplaneettaa. Mikäpä olisi sen kiinnostavampaa kuin lähimmästä eksoplaneettakunnasta saapuva mystinen radiosignaali — ainakin siinä kontekstissa, että planeettakunnan sisimmän planeetan Proxima b:n pinnalla voi olla jopa nestemäistä vettä ja siten elämän edellytykset. Sensaatio on valmis ja raha kilahtaa kirstuun. Mutta onko hurjassa väitteessä mitään perää?
Uutisen ensimmäisessä kappalessa saadaan vihje: ”signaali näyttää tulevan Proxima Centaurin suunnasta”. Radiosignaaleja havaitaan suurilla radioaallonpituuksia varten suunnitelluilla lautasantenneilla, kuten australialainen Parkesin observatorion teleskooppi (Kuva 1.). Niillä on kuitenkin rajoitteensa — signaalin paikka taivaalla havaitaan sitä tarkemmin mitä suurempi teleskooppi on kyseessä. 64 metrin radioteleskoopilla ei saada vielä kovinkaan tarkkaa kuvaa signaalin paikasta, mihin tarvitaan useiden teleskooppien yhdistäminen interferometriksi, jonka efektiivisen koon määrittää teleskooppien välinen etäisyys. Potentiaalisesti siis planeettamme eri puolilla olevia teleskooppeja yhdistämällä saadaan rakennettua jopa 13 000 km suuruinen vastaanotin mutta sellaisen käyttäminen on jo aivan omanlainen operaationsa. Toinen vaikeus on yhdistää saatu havainto juuri tiettyyn näkyvän valon aallonpituuksilla loistavaan tähteen, joita on tuhansia jo aivan Proxima Centaurin suunnassa. Ei ole tietenkään mitään mahdollisuuksia tutustua siihen, kuinka tarkkaan ja hyvin signaalin lähde tunnetaan, koska tehtyjä havaintoja ei ole julkaistu tai edes kuvattu missään.
Toinen vihje on, että ”tutkijat eivät ole onnistuneet identifioimaan maanpäällistä syyllistä signaalin aiheuttajaksi”. Sellaisia voisivat olla erilaiset sähkölaitteet tai sopivassa suunnassa Maata kiertävät satelliitit — oleellista on, että vaikka ihmistoiminnasta aiheutunutta lähdettä ei ole löydetty, sellainen voi aina olla olemassa. Uutisessa mainittu ”signaalin taajuuden muutos” voisi aivan hyvin aiheutua monellakin tapaa, joten sen yhdistäminen ”lähitähteä kiertävään planeettaan” on vähintäänkin yliampuvaa. Ehkäpä juuri siksi Guardianin haastattelema tähtitieteilijä haluaa pysytellä nimettömänä.
Tässä vaiheessa kaikki hälytyskellot kilkattavat korviahuumaavalla voimakkuudella — kuinka luotettavasta havainnosta voi olla kyse, jos edes sen löytäjä ei halua tuoda nimeään julki? On ymmärrettävää, että mullistavaa löytöä ei haluta levitellä julkisuudessa, jos siihen liittyvä tutkimus tai sen raportointi on edelleen pahasti kesken mutta silloin tuskin olisi tarvetta antaa journalisteille kommentteja edes nimettömästi. Lisäksi, kaikki asiantuntijat ovat äärimmäisen skeptisiä. Väitettyä havaintoa pidetään yleisesti niin epätodennäköisenä, että sitä olisi vaikeaa pitää totena edes siinä likimain mahdottomassa tilanteessa, jossa kaikki mahdolliset muut tunnetut signaalilähteet saataisiin suljettua pois selittävinä tekijöinä luotettavalla tavalla. Aina jäisi se mahdollisuus, että jokin erikoisia radioaaltoja tuottava mutta toistaiseksi tuntemattomaksi jäänyt tähtitieteellinen prosessi saattaisi olla syynä signaalin syntyyn teknisen sivilisaation sijaan.
Ilmeisesti kykenemme kuitenkin havaitsemaan viestejä lähimmiltä eksoplaneetoilta. Tähtitieteilijät ovat avanneet radioalueelle uuden kanavan eksoplaneettojen tutkimukseen. Tarkastellessaan läheisen tähtijärjestelmän Tau Boötis suunnasta saapuvaa radiosäteilyä, astronomit havaitsivat ensimmäistä kertaa radioaaltoja, jotka saattavat olla peräisin tähtijärjestelmän toista komponenttia kiertävästä kuumasta jättiläisplaneetasta Tau Boötis b. Radiosäteilyä syntyy jättiläisplaneettojen voimakkaissa magneettikentissä ja vaikka sen paljastavat havainnot ovat vielä epävarmoja, ne vastaavat varsin hyvin teoreettisia ennusteita.
Eksoplaneetoille ei siis tarvitse postuloida teknisiä sivilisaatioita rakentamaan radiolähettimiä, jotta voimme ymmärtää niiden lähettämää radioalueen säteilyä. Tarvitaan vain fysiikan armottomat lait ja jättiläismäinen kaasuplaneetta voimakkaine magneettikenttineen kiertämässä auringonkaltaista tähteä. Silloin voimme tarkkailla planeetan ominaisuuksia radioalueen havainnoista. Mutta sellaiset havainnot tavoittavat suuren yleisön hyvin heikosti, koska tavanomaisten fysikaalisten ilmiöiden tarkkailusta on vaikea saada aikaiseksi sensaatiohakuisia klikkiotsikoita.
Tämän tekstin kirjoittamisen jälkeen, Proxima Centaurin suunnasta tulleen signaalin löytäjät tulivat esiin omilla nimillään sanoen valmistelevansa tulostensa julkaisua. Heidän mukaansa kyseessä on luultavasti ihmistoiminnan aiheuttama havainto mutta sitä ei ole saatu vielä varmennettua. Signaalin saapuminen kaukaa avaruudesta Proxima Centaurin suunnasta on ilmeisesti todellinen mahdollisuus. Kirjoitan siitä lisää, kun/jos asiasta julkaistaan tieteellinen raportti.
Mikko Tuomi
Satunnaislukuja 