Ernst Julius Öpiku nimelise stipendiumi laureaadile Maarja Kruusele meeldivad vastamata küsimused

„Kõige põnevam on muidugi saada uurimisküsimustele vastuseid ning anda teaduskogukonnale uut infot,“ leiab värske Ernst Julius Öpiku nimelise stipendiumi laureaat Maarja Kruuse. Sealjuures peab Kruuse uue info all silmas teadmisi kogu universumi evolutsiooni kohta: tema doktoritöö puudutab universumi struktuuri.

„Kosmilise võrgustiku evolutsioon, struktuur ja dünaamika sõltuvad muuhulgas tumedast ainest ja tumedast energiast. Kui uurida universumi nähtavat galaktikatest moodustunud struktuuri, on võimalik tumedat ainet ja tumedat energiat paremini mõista,“ selgitas Tartu ülikooli teise aasta füüsikadoktorant Kruuse. Kosmiline võrgustik sisaldab endas informatsiooni struktuuride tekke füüsika kohta ja mõjutab selles sisalduvate objektide evolutsiooni.

Filamendid kui pärlikeed

„Kosmosesse“ jõudis Kruuse magistrantuuri esimesel aastal, kui õppis Tartu ülikoolis matemaatilist statistikat ja mõistis, et tahab oma lõputöö astronoomiaga siduda. Ta otsis üles observatooriumi andmed ja saatis kirja. Seepeale võttis Kruusega ühendust Elmo Tempel, kellest sai hiljem tema juhendaja. Tempel on, kusjuures, ise suisa kahel korral Ernst Julius Öpiku stipendiumi pälvinud.

Nüüdseks on Kruuse observatooriumis nooremteadur ja kirjutab füüsikadoktorantuuris teist aastat tööd kosmilise võrgustiku morfoloogiast: seostest galaktikaparvede, -filamentide, -kihtide ja –tühikute vahel.

„Universumil on rakuline struktuur,“ kirjeldas ta. „See koosneb galaktikatest, mis jaotuvad eri süsteemideks. Osad neist on pikad looklevad kogumid ja teised struktuurielemendid on kompaktsed ja tihedad.“

Seni on Kruuse uurinud justnimelt esimesi: pikki kõveraid galaktikatest moodustunud sildu ehk filamente. Filamendid on ühed universumi pikimad struktuurid. Kruuse on kaasautoritega kirjeldanud galaktikate paiknemise mustrit piki filamendi telge kui pärlikeed. Nimelt, pärlikeel asuvad pärlid teineteisest teatud kaugusel. Mainitud töös leiti, et galaktikad ja galaktikaparved eelistavad samuti teatavat vahekaugust piki filamendi telge: nad paiknevad kui pärlid pärlikeel.

Fotomeetriliste galaktikate küsimus

Kruuse doktoritöös on vaatluse all suureskaalalisest spektroskoopiliste galaktikate andmetest eraldatud filamentide kataloog. Spektroskoopilise punanihkega galaktikate puhul on punanihe see, mille abil galaktika kaugus määratakse, seda otse valguse spektrist mõõdetuna.

Kui spektroskoopilise punanihkega galaktikate puhul on kauguse hinnang täpne, siis fotomeetrilise punanihkega galaktikate puhul sellist täpsust pole. „Vaadates galaktikate jaotust universumis, ei tea me täpselt, kus need fotomeetrilised galaktikad asuvad,“ sõnas Kruuse. Teada on vaid kaugusevahemik, milles need tõenäoliselt paiknevad.

Kruuset ja tema juhendajaid (peale Templi veel Radu Stoica ja Peeter Tenjes) huvitas, kas neidsamu filamente saab näha ka fotomeetrilise punanihkega galaktikate abil. Praeguseks on nad suutnud näidata, et fotomeetrilised galaktikad näitavad tõesti samade filamentide signaali. Praegu käsil olev töö loobki aluse nende galaktikate kasutamiseks tulevastes ja olemasolevates filamentide modelleerimise meetodites.

Vastamata küsimused

Doktoritöös saab Kruuse oma kaks eriala – matemaatilise statistika ja füüsika – ühendada. „Matemaatilist statistikat võib vaadelda kui vahendit, millega saab vastata küsimustele, mis kerkivad paljudes teistes teadusharudes,“ sõnas Kruuse. „Kosmoloogia on üks nendest teadusharudest, mis kasutab statistilisi meetodeid väga laialdaselt.“

Kui Kruuselt küsida, kumb pool – kas matemaatika või kosmoloogia – tema enda jaoks põnevam on, vastab Kruuse aga, et kõige põnevamad on küsimused, millele on vaja vastused leida.

Doktorandi tööpäev ei lõppe kell viis

Nendesamade küsimuste üle saab arutleda ka suvekoolides, mida Kruuse väisata armastab. Esimese doktorantuuriaasta jooksul käis ta lausa kolmes eri suvekoolis, mis kõik leidsid aset eri riikides.

Kui Kruuse parajasti teadusega ei tegele, armastab ta sportida: kevadest varasügiseni sõidab maanteerattaga ning sügisest kevadeni tegeleb pilatese ja jõualadega. „Sport aitab nii meelel kui ka kehal terve ja jõulisena püsida,“ usub Kruuse.

Sportimine on Kruuse meelest oluline ka seetõttu, et doktorantuur on üsna istuv aeg, mil tuleb pikalt arvuti taga olla. Ent tema töö juures on ka suuremaid katsumusi. Andmete suur maht teeb isegi lihtsamad andmete filtreerimised ja arvutused ajakulukaks. Seetõttu ongi Kruuse sõnul meeldiv ja motiveeriv, kui tööd tunnustatakse. „Doktorandi tööpäev ei lõppe alati õhtu saabumisega ning vahel ei peatu isegi nädalavahetuseks,“ sõnas Kruuse. Ta leiab, et selline tunnustus annab doktorandile võimaluse enda tööd ka ise rohkem hinnata.