Auringon sisuksia on vaikea tutkia — fotoni matkaa tähden ytimestä sen pintaan 170 000 vuotta ennen kuin valo lähtee kohti Maata

Juttu on julkaistu Yliopisto-lehdessä 1/2026. Sen ääniversion voi kuunnella tai .

Tähtien tutkimisessa hankalaa ovat valtavat välimatkat. Siinä mielessä on kiva, että yksi tähti on melkein vieressä, 150 miljoonan kilometrin eli kuvitteellisen reilun sadan vuoden automatkan päässä.

Avaruusfyysikko välillä hämmästyttää, miten vaikea Aurinkoa on ymmärtää, vaikka siitä saadaan havaintolaitteilla hyvin mittauksia.

— Auringosta tuleva valo kertoo pinnasta ja kaasukehästä, mutta sen sisuksista on vaikea saada tietoa.

Elämän mahdollistaja, tappavan kuuma Aurinko on monin tavoin arvoitus. NASAn -luotain on ainoana ”koskettanut” sitä edes lainausmerkeissä. Lennoillaan uloimpaan kaasukehään eli koronaan se on ohittanut Auringon lähimmillään 6,16 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.

Kilpua tutkii auringonpurkauksia, aurinkotuulen ominaisuuksia ja avaruusmyrskyjä. Poutapäivän valopallo tuntuu melkein eri kohteelta, professori sanoo. 

— Silti on välillä hauska nähdä tutkimuskohde taivaalla.

Merkurius opettaa

Kilpua on tutkinut Aurinkoa koko työuransa ajan, 2000-luvun alun kesätöistään lähtien. Aurinkotutkijan työ on kansainvälistä ja matkoja on paljon. Myös opetus, ohjaus ja hallintotyöt ottavat omansa. Kilpuaa työtaakka ei kauhistuta.

— Innostun kauheasti kaikesta. Ei voi valittaa, että päivät olisivat samanlaisia.

Tuore ilon aihe on se, että Suomen Akatemia valitsi Avaruusresilienssin huippuyksikön yhdeksi uudeksi tutkimuksen huippuyksiköksi. Professori johtaman tutkimuksen tarkoitus on lisätä tietoa lähiavaruudesta ja avaruussäästä, parantaa yhteiskunnan sietokykyä ja taata avaruuden hyödyntäminen myös muuttuvissa olosuhteissa.

— Meillä on hyvä porukka. Pääsemme tekemään pitkäjänteistä kunnon tiedettä.

Kilpualla on käynnissä useita isoja hankkeita. Euroopan tutkimusneuvosto ERC rahoittaa 10 miljoonalla eurolla , joka pureutuu Maan magneettikentän muutosten ja kääntymisen vaikutuksiin ilmakehässä ja elinympäristössä.

Kilpua tutkii myös auringonpurkausten vaikutuksia Merkuriukseen. Euroopan ja Japanin avaruusjärjestöjen , joka analysoi Auringon hiukkaspommitusta ja röntgensäteilyä. Kilpua on instrumentin päätutkija.

— Merkuriuksen pinta vuorovaikuttaa hyvin vahvasti ympäristön kanssa. Aurinkotuuli pääsee välillä painumaan suoraan sen pinnalle. Magneettikenttä on tosi dynaaminen. Normaalikin purkaus aiheuttaa paljon enemmän häiriöitä kuin Maassa.

Revontulitaivaan alla

Oulussa kasvanut Emilia Kilpua ei vielä pohjoisen taivaan revontulia katsellessaan pohtinut Aurinkoa tai avaruussäätä. Fysiikka alkoi kuitenkin vähitellen kiehtoa.

— Aloin yläasteella lukea populaarifysiikan kirjoja ja innostuin hiukkasfysiikasta ja tähtitieteestä.

Vielä yliopistossa hän epäröi alanvalintaa ja harkitsi teoreettisen filosofian opiskelua. Kilpua kävi yhdellä luennolla — ja palasi fysiikan pariin.

Aurinkotutkijan uralle hänet sysäsi professori plasmafysiikan kurssi. Koskinen pyysi Kilpuaa Ilmatieteen laitokselle kesätöihin. Vähän aiemmin ESA ja NASA olivat laukaisseet SOHO-luotaimen, jonka havaintodataa Kilpuakin pääsi tutkimaan.

Auringonpurkausten tutkimus on tieteenalana plasmafysiikkaa. Plasma on ainetta, jossa atomit ovat menettäneet elektroneja eli saaneet sähkövarauksen. Auringon koronan massapurkaukset ovat jättimäisiä plasmapilviä, jotka etenevät planeettojen väliseen avaruuteen ja aiheuttavat avaruusmyrskyjä.

— Tykkään siitä, että tässä on perusfysiikan aspekti mukana.

Väitöstyön jälkeen Kilpua työskenteli tutkijatohtorina Kalifornian yliopistossa. NASAn STEREO-luotainpari laukaistiin lokakuussa 2006.

— Pääsimme katsomaan laukaisua. Missio venyi kuten missiot yleensä. Luotaimet oli tarkoitus laukaista, kun Aurinko on aktiivinen, mutta laukaisu sattuikin yllättävän minimin aikaan.

Draamaa planeettamme pinnalla

Kilpuan työssä on vahva yhteiskunnallinen puoli. Voimakkailla aurinkomyrskyillä voi olla dramaattisia vaikutuksia maapallon elämään. Avaruussää vaikuttaa muun muassa satelliittien kiertoratoihin ja törmäysriskeihin.

— Vaarassa ovat etenkin piensatelliitit, joiden suojaus ei ole niin hyvä. Satelliittien ratoja joudutaan nykyiselläänkin koko ajan korjaamaan.

Monet maanpäälliset toiminnot pankkiyhteyksistä ja navigoinnista lähtien riippuvat satelliiteista. Ihmiskunta on pahentanut uhkia täyttämällä kiertoradat osin kestämättömästi.

— Vielä nykyäänkin säädökset laahaavat perässä, ja osa kansainvälisistä sopimuksista ei ole sitovia. Pitäisi pystyä reagoimaan avaruusteknologian kehitykseen ja turvallisuustilanteeseen.

Viimeksi suuri aurinkomyrsky koettiin äitienpäiväviikonloppuna 2024, jolloin revontulet loimusivat Kanariansaaria ja Australiaa myöten. Suomessa selvittiin ilman sähkökatkoja, mutta satelliittipaikannuksessa oli häiriöitä eri puolilla maailmaa ja lukuisten satelliittien ratoja piti korjata.

Lähiavaruuden oloista tarvitaan tutkimusta myös tulevaisuuden avaruuden hyödyntämistä kuten miehitettyjä Mars-lentoja varten.

— Jos löytyy tahtoa, se voi tapahtua hyvinkin nopeasti. Mutta se ei ole välttämättä kovin kestävää toimintaa. 

NASA suunnittelee jo lähivuosille tukikohtaa ja välipysäkkiä Kuuhun. Mars-lennoille tähdätään 2030-luvulla.

Järkyttävä auringonpimennys

”Kanvas hehkuu kirkasta keltaista. Katsellessa Vincent Van Goghin maalausta Kylväjä auringonlaskun aikaan voi tuntea paahteisen alkuillan lämmön. Mailleen painuvan Auringon säteet täyttävät taivaan, ja siniset siveltimenvedot lainehtivat viljapelloilla.”

Näin Emilia Kilpua ja Hannu Koskinen tarinoivat kirjassaan (Gaudeamus, 2023). He katsovat kohdettaan paitsi avaruustutkimuksen myös kulttuurin ja historian linssien läpi.

Auringon valo kulkee Maahan kahdeksassa minuutissa, mutta sitä ennen fotonien taivallus ytimestä pinnalle on kestänyt 170 000 vuotta. Ja millainen taivallus: matkalla atomit ja elektronit sirottavat fotoneja satunnaisiin suuntiin, nappaavat itselleen ja päästävät taas liikkeeseen. Kulku muistuttaa avaruustutkijoiden mukaan ”heräävän kaupungin kaduilla harhailevia juhlijoita”.

Kilpua havahtui kirjaa tehdessään vanhojen tarinoiden voimaan.

— Olen tuonut historiaa myös luennoilleni.

Auringon ymmärrys on vaatinut pitkällistä pähkäilyä ja lukuisia umpikujia — jo siitä lähtien kun filosofi Anaksagoras arveli, että Aurinko olisi hieman Peloponnesoksen niemimaata suurempi punahehkuinen kivi. Charles Darwinin evoluutioteoria vaati aikalaisilta sulattelemista, ja lajinkehityksen aikajana pakotti ajattelemaan myös Maan ja Auringon iän uusiksi.

Menneiden aikojen aurinkotutkimus merkitsi seikkailuja ja tutkimusretkiä. Auringonpimennysten perässä reissattiin viikkoja, ja sitten ei auttanut kuin toivoa h-hetkelle pilvetöntä säätä.

— Auringonpimennykset ovat olleet entisaikojen ihmisille järkyttävä näky: kaikki pimenee ja Auringosta nousee pelottavan näköisiä kielekkeitä.

Havaji ja hulatanssi

Joskus jokin paikka maailmassa jättää pysyvän jäljen. Kilpualle tuo sielunmaisema on aurinkoinen Havaiji. Hän kävi siellä ensi kertaa miehensä kanssa tutkijatohtoriaikoinaan, kun he asuivat San Franciscossa.

Sittemmin he ovat käyneet noin kymmenen kertaa uudelleen.

— Se on paratiisisaari: siellä on kaunista ja siellä voi surffata. Aamuisin kun kävelee rannalla, kilpikonnat kurkkivat vedestä.

Suomesta on Havaijille pitkä matka, eikä sinne tule noin vain lähdettyä. Kaukokaipuuta lievittää Kilpuan harrastus: hän tanssii hulatanssia muutaman hengen ryhmässä. Perinteinen havaijilainen tanssi näyttää kauniilta ja käsien lainemainen liike pehmeältä, mutta keveä vaikutelma voi hämätä.

— Se on yllättävän raskasta, kun tanssitaan matalassa asennossa ja pidetään käsien asento, Kilpua huomauttaa.

Liikunnasta tutkija nauttii muutenkin, myös kylmässä: hän harrastaa hiihtovaelluksia. 

Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin.