Veikko Mäkelä ja Toni Veikkolainen:
Syksyllä 2021 valmistui 201:n suomalaisten löytämän asteroidin kuvausprojekti. Se sai alkunsa Suomen itsenäisyyden 100-vuotisjuhlan tiimoilta. Mukana projektissa oli reilut parikymmentä havaitsijaa. Haastattelimme näistä muutamia keskeisiä toimijoita.
Satavuotiaan Suomen kunniaksi
”Suomi 100 -asteroidit -projektin idea syntyi samana päivänä, kun ensimmäiset havainnot tehtiin”, Kari Laihia muistelee. Tähtikalliolla oli jo tehty asteroidien kuvauskokeiluja. Syksyllä 2016 Kari ja Christos Oscar ”Oskari” Kambiselis olivat onnistuneesti kuvanneet lähiasteroidia 2003 YT1, josta saatiin Timo Kantolan avustuksella hieno valokäyrä. Idea jonkinlaisesta asteroidiprojektista jäi muhimaan.
Ensimmäiset pikkuplaneetat, 1504 Lappeenranta ja 1540 Kevola, kuvattiin 24.3.2017. Projektin nimen Kari kertoo syntyneen havaintoja Taivaanvahtiin raportoitaessa. Vuonna 2017 vietettiin Suomen itsenäisyyden 100-vuotisjuhlaa ja sen tiimoilta oli kaikenlaisia tapahtumia ja kampanjoita, niinpä mekin päätimme olla hengessä mukana. Ajatuksena oli kuvata juhlavuoden aikana suomalaisten löytämiä asteroideja. Projektin nimeksi muotoutui siten ”Suomi 100 -asteroidit”.
Alkuun ei ollut muuta tavoitetta kuin kuvata juhlavuoden aikana mahdollisimman monta Suomi-asteroidia. ”Myöhemmin kuvauksen edistyessä tavoitteeksi tuli kaikkien kuvaaminen ja raportoiminen Taivaanvahtiin”, Kari täydentää.
Yli 200 asteroidin kuvaamiseen meni lopulta viisi vuotta. Tavallaan projektista tuli lopulta ”Ursa 100 asteroidit”, kun se valmistui yhdistyksemme satavuotisjuhlana. Emme kuitenkaan muuttaneet alkuperäistä nimeä.
Suomalaiset asteroidien löytäjinä
Eittämättä leijonanosa suomalaisista asteroidilöydöistä lankeaa Yrjö Väisälälle ja Turun yliopiston havaintoryhmälle. Väisälä oli kehitellyt 1930-luvulla pikkuplaneettojen kuvaamiseen soveltuvaa kolmielementtistä kaukoputkilinssiä, mutta ennen kuin sellaisia ehdittiin valmistaa, tuli tietoon Bernard Schmidtin teleskooppikeksintö, joka perustui pallopeiliin ja korjauslasiin, joka kompensoi peilin kuvausvirheen. Schmidt-kameraksi kutsutulla kaukoputkella on suuri valovoima ja laaja näkökenttä.
Väisälä rakensi 1934 ensin 17 cm aukolla ja 34 cm polttovälillä varustetun koeteleskoopin, ja sen osoittauduttua toimivaksi hän valmisti aukoltaan 50 cm kaukoputken. Korjauslasi oli tuo puoli metriä ja itse peilin halkaisija 63 cm. Polttovälinä oli 103,1 cm. Kuvatason eteen asennettiin 13 cm linssi, jolla kuvapinta saatiin tasoksi. Näin putkelle tuli halkaisijaltaan 12 cm pyöreä näkökenttä.
Etsintään Väisälä oli kokeillut aluksi vanhanaikaista Wolfin jälkikeinoa, jossa pitkään valotettaessa liikkuva pikkuplaneetta piirtää kuvauslevylle pienen viirun. Valovoimaisessa teleskoopissa ei kuitenkaan ollut mahdollista käyttää juurikaan 15–20 minuuttia pitempään valotusaikaa. Näin lyhyillä valotuksilla pikkuplaneettoja oli vaikea havaita kuvista.
Tärkeä oivallus oli Väisälän kehittämä niin sanottu kaksoispistemenetelmä, jossa ensin otettiin valotus, odotettiin vähintään 30–40 minuuttia, siirrettiin kaukoputkea deklinaatiosuunnassa 20-30” ja tehtiin uusi valotus. Näin valokuvalevylle tuli havaintokohteiden kuvapareja. Liikkuvat kohteet erottuivat tähdistä, koska niissä pisteiden välinen akseli oli erisuuntainen ja välimatka eripituinen. Tämä tehosti kuvausrutiinia huomattavasti, varsinkin kun kahden valotuksen välillä kuvauslevy kasetteineen voitiin poistaa putkesta ja ottaa muita kuvia siinä välissä.
Ensimmäiset löydöt tehtiin jo 1935 (1548 Palomaa ja 1947 Iso-Heikkilä). Ennen talvisotaa oli jo löydetty kymmeniä uusia pikkuplaneettoja. Turun löydöt keskittyvät erityisesti sotavuosiin 1939–1944. Sotien jälkeen löydettiin enää kolme asteroidia Heikki Alikosken ja Liisi Oterman toimesta.
Pääosa löydöistä, 128 kpl, on kirjattu Väisälän nimiin. Oterma löysi 54 pikkuplaneettaa. Pienempiä määriä on kirjattu muiden turkulaisten nimiin.
Monissa lähteissä liikkuu sitkeästi tieto, että turkulaiset olisivat löytäneet yli 800 asteroidia. Tieto pitää sikäli paikkansa, että levyille kyllä tallentui noin monta aiemmin tuntematonta asteroidia, mutta valitettavasti vain vajaalle neljäsosalle onnistuttiin määrittämään luotettava rata, jotta pikkuplaneetta voitiin kirjata viralliseksi löydöksi ja nimetä.Viimeisistä asteroidien suomalaislöydöistä ovat vastanneet harrastajat. Vuosituhannen vaihteessa 1999–2000 Jyväskylän Siriuksen havaintoryhmä löysi kaksi pikkuplaneettaa: 22978 Nyrölä (kuvaajina Harri Hyvönen, Marko Moilanen ja Arto Oksanen) sekä 103422 Laurisirén (kuvaajina Moilanen ja Oksanen). Löydöt on pikkuplaneettaluettelossa merkitty Oksasen ja Moilasen nimiin.
Taulukko 1. Suomalaiset asteroidien löytäjät
nimi asteroidien määrä Yrjö Väisälä 128 Liisi Oterma 54 Heikki A. Alikoski 13 Marja Väisälä 2 Kustaa Aadolf Inkeri 1 Rafael Suvanto 1 Arto Oksanen 2 Marko Moilanen 2 Harri Hyvönen 1
Monia mukana
Suomi 100 -asteroidien projektiin osallistuneiden lista on pitkä. Osin suurta joukkoa selittää Tähtikallion havaintoryhmä. Havaintoja tehtiin usein Ursan keskuksen päärakennuksen salissa kuvaustoimintaa joukolla seuraten. Taivaanvahdissa havaintokohtainen havaitsijamäärä saattaa olla iso. ”Taivaanvahdin havaintoihin otettu mukaan kaikkiaan 5–6 paikalla ollutta. Jos paikalla olleita on ollut enemmän, niin etusijalla olivat aiemmin mukana olleet”, valottaa Kari merkitsemistapaa. Vaikka osa oli vain ”paikalla hengailijoita”, useammalla kuin yhdellä on ollut joku aktiivinen rooli havainnoissa.
Karilla oli päävastuu Tähtikallion havainnoissa. Paitsi, että hän yleensä istui ”observaattorin” paikalla, myös kuvien koostaminen, mittaaminen ja raportointi tulivat Karin kontolle. Vain muutamassa havainnossa Kari ei ole ollut Tähtikalliolla, vaan on lähettänyt kuvauspyynnön paikalla olleille ja sitten hoitanut lopputyöt saatuaan havaintotiedostot.
Hannu on ennen kaikkea laatinut kuvauslistoja ja suunnitellut optimaalista havaintojärjestystä. Myöhemmin myös Kari kokosi havaintosessiota varten suunnitelmia.
Kuvauskoneen ääressä saattoi toki istua välillä joku muukin, mm. Veikko tai Toni. Varsinkin alkuaikoina pyrittiin joukolla tunnistamaan kohdetta dataprojektilla valokankaalle heijastuvista ensimmäisistä koekuvista. Pienimmillään Tähtikalliolla kuvasi vain Kari itse, tai joku hänen kanssaan, useimmin Hannu. Suurimmillaan merkittyjen havaitsijoiden määrä oli edellä mainittu kuusi henkeä.
Aktiivisimpia Tähtikallion ryhmän ulkopuolisia havaitsijoita on ollut Tapio Lahtinen Tampereelta. Hän lähti mukaan jo vuonna 2017 ja on kuvannut vuoteen 2021 asti kaikkiaan 16 Suomi-asteroidia. Tapio kertoo omasta kiinnostuksestaan: ”Innostuin projektiin nimenomaan Suomi 100 -kampanjan ansiosta”. Vaikka komeetat hänen mukaansa ovat yllättäviä ja erilaisia, Tapio löytää myös asteroideista oman viehätyksensä.
Paitsi, että Tapio Lahtinen on kuvannut yhden asteroidin etäputkella Espanjassa, asteroidi 1929 Kollaa on kuvattu Thaimaassa Chachoengsaossa Bangkokin lähistöllä sikäläisen NARIT-instituutin 70 cm teleskoopilla. Rauno Päivisellä on yhteyksiä sinnepäin. ”Kerroin projektista silloin Suwanit Wutsangille ja hän oli heti mukana”, Rauno muistelee. Suwanit joutui kysymään lupaa esimieheltään, ja se annettiin. Kollaa oli tuolloin huonosti näkyvissä Suomessa. ”Kiva yhteistyöprojektihan tuo oli”, Rane toteaa.
Arto Oksanen kuvasi myös uudelleen Jyväskylän Siriuksen vuonna 1999 löytämän asteroidi 22978 Nyrölän.
Taulukko 2. Suomi 100 -asteroidit -projektiin osallistuneet
Nimi havaintomäärä asteroidin määrä Tähtikallion havaintoryhmä: Kari Laihia 207 (201) Christos Oscar Kambiselis 152 (148) Hannu Määttänen 148 (144) Veikko Mäkelä 98 (97) Olli-Pekka Joronen 80 (78) Toni Veikkolainen 48 (48) Dennis Lehtonen 17 (17) Rauno Päivinen 14 (14) Juha Ojanperä 13 (13) Juha Blad 11 (11) Janne Peltonen 10 (10) Tomi Taskinen 9 (9) Ville Miettinen 8 (8) Eero Koivula 8 (8) Janne Voutilainen 6 (6) Jyrki Keski-Jylhä 5 (5) Esa Barck 5 (5) Jaakko Kokkonen 5 (5) Markku Marjanen 4 (4) Veijo Pihlajamäki 4 (4) Jorma Ryske 3 (3) Jani Katava 3 (3) Muut havaitsijat: Tapio Lahtinen 16 (16) Rauno Päivinen 1 (1) Suwanit Wutsang 1 (1) Arto Oksanen 1 (1)
Ei aina kuin Strömssössä
Projekti ei mennyt aina ihan putkeen. Paitsi, että jouduimme Tähtikalliolla painimaan monesti teknisten ongelmien kanssa, kuvaaminen oli oppimisprosessi, jossa rutiini kehittyi virheiden kautta.
Tähtikallion kakkostornin kuvun pyöritys oli jo automatisoitu projektin alkaessa. Tämä oli tärkeää, kun kuvausta suoritettiin ”lähi-etänä” päärakennuksesta käsin. Ei siis tarvinnut mennä pyörittämään kupua uuteen asentoon kohdetta vaihdettaessa. Automatiikka ei kuitenkaan toiminut alkuun aivan tarkasti ja kuvun luukku saattoi jäädä peittämään osaa kaukoputken näkökentästä. ”Taisi olla isommilla altitudeilla ja itätaivaalla”, muistelee Hannu. Kari kertoo, että tämä vaati ravaamista päärakennuksen ja tornin välillä, mutta sitten torniin asennettiin sisäkamera, jolla kuvun asennon saattoi tarkastaa. Asentoa mittaavat anturit vaihdettiin ja pyöritystä ohjaavan LesveDome-ohjelmiston parametrit saatiin lopulta säädettyä niin, että aukko osui yleensä kaukoputken kanssa kohdakkain.
Talvisaikaan kupu jäätyi muutaman kerran niin, että sen kisko jouduttiin sulattamaan kuumailmapuhaltimella.
Kamerakin tuotti vaikeuksia. Se oli asennettu varsin vinosti taivaan koordinaatteja vastaan. Karttaa täytyi pitää vinossa, kun näkökenttää tunnistettiin koekuvan jälkeen. ”Tämä vinous hankaloitti myös kohteen keskittämistä kuvakenttään”, Hannu täydentää.
Vanha SBIG 1001E -kameramme alkoi projektin aikana oireilla niin, että yhdessä kuvan neljänneksessä tähdet venyivät hiukan viiruiksi kameran elektroniikassa olevan vian vuoksi. Kovin kauniita saadut kuvat eivät olleet, mutta kelpasivat toki kohteen tunnistamiseen ja mittauksiin. Projektin loppupuolelle saatiinkin sitten uutuudenkarhea Moravian G4-16000EC Mk II -kamera.
Tarkennus pysyi havaintoyöstä toiseen yleensä kohdallaan, ellei joku ollut käynyt välillä kuvaamassa ja tekemässä omia säätöjään. Tämä on yhteiskäyttöisissä putkissa välillä ongelmana, kun selkeitä toimintaohjeita ei ole sovittu.
Päärakennuksen ja kakkostornin välinen etäkäyttö tuotti ongelmia. Tornissa ja päärakennuksessa olevien koneiden kommunikaatio oli pahimmillaan niin hidasta, että TheSky X -ohjelman kuva päivittyi näppäimen painalluksen jälkeen sekuntien viiveellä. Havaintokeskuksen verkko päivitettiin valokuituaikaan Googlen säätiön rahoituksen turvin, samoin päärakennuksen ohjauskone uusittiin. Etäkäyttösoftaakin vaihdettiin. Tämän jälkeen yhteydet ovat toimineet lähes moitteetta.
Teknisten ongelmien ratkomisessa Kari kehuu Oskarin merkitystä: ”Hänellä oli ylivoimainen tietämys ongelmien ratkaisemisesta nettiä käyttäen”. Asteroidiprojektilla oli suuri merkitys sille, että saimme kehitettyä tornia, kuvauslaitteistoa ja havaintomenetelmää.
Systemaattinen rutiini
Aikaa myöten asteroidihavainnoille kehittyi järjestelmällinen rutiini. Kari tarkasti havaintokohteiden efemeridit koko yölle Nasan JPL:n Horizons-palvelun avulla. Näistä saattoi sitten päätellä, onko kohde havaittavissa ja mikä on sopiva kuvaushetki. Lopullinen yön havaintolista muodostui tämän tarkastuksen jälkeen.
Tavoitteena oli kuvata kohde yli 20 asteen korkeudesta. Kari kertoo, tästä välillä jouduttiin tinkimään ja jotain kohteita havaitsimme jopa alle 10 asteesta. Tarkoituksena oli kuvata mahdollisimman lähellä eteläpistettä, kuitenkin niin, ettei Paramount ME -ekvatoriaalijalustamme tekisi ns. meridiaani-flippiä eli kääntyisi tuntiakselin toiselle puolelle. Tämän jälkeen havaintosarjan jatkaminen olisi hankalaa. Eteläsuunnan ympärillä oli kapea kaistale, jossa havaintoja oli mahdollista tehdä. Muutaman kerran jalusta kuitenkin pysähtyi meridiaanirajaan, kertoo Kari.
Kuvausprojektin edetessä vakiovalotukseksi muodostui 10 × 120 s. Kuvasimme koko ajan L-suotimella.
Saavutimme melko hyvän tarkkuuden. ”Pystyin mittaamaan [asteroidin] paikan alle kaarisekunnin tarkkuudella kohtuullisella säällä”, Kari kehaisee. Erinomaisella säällä ja tarkennuksen ollessa kohdillaan summakuvista saattoi erottaa jopa 21 magnitudin asteroidin ja yksittäiskuvasta 19 mag kohteen. Huonommalla kelillä raja jäi kuitenkin summakuvissa 18 magnitudiin ja yksittäisruuduissa 16 magnitudiin.
Hurjimmillaan pystyimme kuvaamaan 15 magnitudin asteroideja heinäkuun puolivälissä. Valotusaikoja piti kyllä tiputtaa ja kuvasarjoja vastaavasti pidentää. Tällaisia kohteita olivat mm. 2197 Ilmari 17.7.2017 sekä 1520 Imatra 14.7.2018.
Ei pelkkiä valopisteitä
Projektin kuvamateriaalia katsoessaan voisi todeta, että onpas tylsiä kuvia. Vain valopisteitä tähtikentässä, ei kauniita värikkäitä tähtisumu- tai planeettakuvia. Asteroidien viehätys piileekin muualla kuin visuaalisessa ulkonäössä. Tutustumalla kohteen ominaisuuksiin ja siihen liittyviin asioihin saa havainnosta paljon enemmän irti.
Laihian Kari listaa ainakin asteroidien radat ja mahdolliset vaikutukset maapalloon sekä kappaleiden geologian ja muut fysikaaliset ominaisuudet. Asteroidit voidaan jakaa moneen erilaiseen rataperheeseen, jotka on nimetty tyyppiasteroidin mukaan. Tällaisia ovat vaikkapa Eos, Eunomia, Flora tai Vesta. Osa kappaleista liikkuu asteroidien päävyöhykkeellä, osa leikkaa Marsin tai jopa Maan rataa. Troijalaiset kiertävät Jupiterin radalla ns. Lagrangen pisteissä. Valtaosa Suomi-asteroideista on päävyöhykkeen pikkuplaneettoja, mutta joukkoon mahtuu moneen eri perheeseen kuuluvia kappaleita.
Suomi 100 -asteroideista 3811 Karma on ainoa, joka on saanut oman nimikkoperheensä.
Taulukko 3. Suomi 100 -asteroidien ryhmittelyä
Asteroidiperheet Rataryhmä
Hilda 3 Päävyöhykkeen sisäreuna 84 Hungaria 2 Päävyöhykkeen keskialue 56 Vesta 5 Päävyöhykkeen ulkoreuna 57 Flora 18 Mars-crossers 5 Massalia 1 Nysa-Polana 3 Muita luokkia Erigone 1 Phocaea 2 Kuulliset 5 Eunomia 10 Hitaat pyörijät 8 Adeona 2 Maria 3 Chloris 1 Gefion 1 Rafita 1 Karma 1 Postrema 1 Themis 3 Meliboea 1 Koronis 2 Eos 13 Brasilia 1 Ursula 1
Tapio Lahtista kiinnostaa fotometria ja valokäyrät, joiden avulla voidaan päätellä kappaleen pyörähdysaikaa. Tapio kertoo anekdoottina Suomi-asteroidin 1558 Järnefelt olleen ensimmäinen, jolta valokäyrän jakso on saatu mitattua. Kari täydentää, että kirkkaus- ja paikkamittauksien avulla on voinut myös arvioida havainto-olosuhdetta ja kaukoputken fokuksen tarkkuutta.
Yksi mielenkiintoinen näkökulma on nimeämishistoria. Asteroidin löytäjä saa ehdottaa kohteelle nimeä heti, kun sen rata on saatu määriteltyä riittävän tarkasti. ”Nimet ja löytäjät muodostavat moninaisen historiallisen ja moniaiheisen tiedon lähteen”, kuvailee Kari. Historia kiinnostaa myös Määttäsen Hannua, lisäksi häntä kiehtoo rekonstruoida löytötilanne, jollaisesta esimerkkinä Hannu kertoi esitelmässään kuvitteellisen tarinan Väisälän helmikuisesta havainnosta vuonna 1942.
Muuta projektin tiimoilta
”Kuvatessamme Suomi 100 -projektia kuviin päätyi suuri määrä muitakin asteroideja”, kertoo Kari. Jotkut olivat varsin himmeitä. Parhaimmillaan olemme kuvanneet vain pari kuukautta aiemmin löydettyjä kohteita.
Suomi 100 -asteroidien ohella kohteena on ollut muitakin kiinnostavia asteroideja. Näitä ovat olleet mm. Maan läheisyydestä kulkeneet NEO-asteroidit. Näihin kuuluu mm. Apollo- ja Aten-asteroidiperheen kappaleet. Usein kuvasimme myös näkyvillä olevia komeettoja.
Mitä seuraavaksi, kun Suomi 100 on kahlattu? Kari kertoo, että Jupiterin ja Neptunuksen radan välissä liikkuvat Kentauri-perheen asteroidit ovat suunnitelmissa. Ollaan puhuttu myös Jupiterin troijalaisten kuvaamisesta. NEO-asteroidien havaitsemista jatketaan aina kun sopivia tulee tarjolle.
Tapio Lahtista kiinnostaisi kartoittaa Suomi-asteroideista, kuinka monelta puuttuu tieto pyörähdysajasta. Hän pohtii myös valokäyriin syventymistä.
Esitelmät
Linkkejä
Minor Planet Centerin sivut
– efemeridipalvelu,
– pikkuplaneettojen nimeäminen
Nasa JPL Horizons -efemeridipalvelu
Suomi 100 -asteroidit Taivaanvahdissa
Lähteitä
Aimo Niemi (toim.): Tuorlan taikuri, Fysiikan kustannus (1991)
Hannu Karttunen: Vanhin tiede, Ursa (1996)
Tähtitaivas, nro 36, Turun Ursa (1978)