Tutkijat esittelyssä

Olen Tuomas Savolainen ja toimin vanhempana tutkijana Aalto-yliopiston elektroniikan ja nanotekniikan laitoksella ja Metsähovin radio-observatoriossa.

Olin mukana kuvantamisessa eli prosessissa, jossa teleskooppien mittaamasta interferenssisignaalista tehdään kuva. Tämä on kaikkea muuta kuin yksinkertainen prosessi, sillä meillä on vain kourallinen teleskooppeja ja paljon informaatiota jää mittaamatta, minkä takia tarvitsemme edistyneitä algoritmeja aukkojen paikkaamiseen. Sagittarius A*:n nopea muuttuvuus pahensi asiaa merkittävästi M87:n mustan aukon kuvaan verrattuna. Olin mukana kehittämässä ratkaisuja näihin ongelmiin.

Mitä kuvat mustasta aukosta merkitsevät sinulle?
Vuonna 2019 julkaistu kuva M87:n mustasta aukosta oli yhden unelman toteutuminen ja urani mieleenpainuvin hetki. Saimme suoran visuaalisen todisteen supermassiivisten mustien aukkojen olemassaolosta sekä siitä, että ne todella toimivat niin kutsuttujen aktiivisten galaksien ”moottoreina”. Sagittarius A*:n kuvan merkitys piilee mielestäni ennen kaikkea siinä, että tunnemme valmiiksi sen massan ja etäisyyden meistä tarkasti, mistä kiitos kuuluu Sagittarius A*:a kiertävien tähtien liikkeitä vuosikymmeniä mitanneille tutkijoille. Kun nuo muuttujat ovat tiedossa voidaan tarkkaan laskea, millaisia gravitaatioefektejä aukon ympärillä pitäisi näkyä. EHT:n ottamaa kuvaa voidaan sitten verrata näihin ennusteisiin ja testata yleistä suhteellisuusteoriaa. Nyt otettu kuva on yhteensopiva teorian kanssa 10 % tarkkuudella. EHT:n kuvassa näkyvä valo antaa meille informaatiota sellaisesta gravitaatiokentästä ja sellaisen massan läheisyydestä, jossa testejä ei aiemmin ole päästy tekemään. Tulokset vastaavat kauniisti yleisen suhteellisuusteorian ennustetta siitä, että aika-avaruuden ominaisuudet mustan aukon ympärillä skaalautuvat aukon massan mukana. Mitä tarkempia kuvia EHT kykenee tulevaisuudessa Sagittarius A*:sta tuottamaan, sitä tiukemmiksi testit muuttuvat.

Olen tutkijatohtori Venkatessh Ramakrishnan. Työskentelen sekä Suomen ESO-keskuksessa että Aalto-yliopiston Metsähovin radio-observatoriossa.
Olen ollut tekemässä havaintoja APEX-teleskoopilla Atacamassa, Chilessä sekä käsitellyt paljon raakadataa ja ollut mukana kuvantamisessa. Osallistuin myös kuvan teoreettiseen tulkintaan plasmavirtauksiin liittyvän fysiikan ja yleisen suhteellisuusteorian näkökulmasta.

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) on yksi Euroopan eteläisen observatorion (ESO) hallinnoimista teleskoopeista Chilessä ja yksi monista teleskoopeista, jotka muodostavat EHT-verkoston. Olen tehnyt havaintoja EHT APEX -tiimin jäsenenä vuodesta 2017 alkaen ja lisäksi osallistuin teleskoopin toiminnan kannalta oleellisiin teknisiin tehtäviin. Aivan kuten siemen muuttuu puuksi, on suuri nautinto nähdä keräämäni datan muuttuvan lopulliseksi kuvaksi vuosien kovan työn jälkeen.

Mitä kuvat mustasta aukosta merkitsevät sinulle?
"Kuvat mustista aukoista auttavat meitä omalta tärkeältä osaltaan ymmärtämään galaksien kehitystä ja mustat aukot ovat myös paras laboratorio yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen. Kuva Sgr A*:stä on ainutlaatuinen, sillä se täydentää yhden puuttuvan palan galaksimme rakennuspalikoista. Jatkamalla Sgr A*:n monitorointia tulevaisuudessa, voimme parantaa ymmärrystämme siitä, kuinka galaksimme ja sen supermassiivinen musta aukko kehittyvät vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Tutkijoilla on nyt kaksi kuvaa mustista aukoista, mutta tämä hädin tuskin vielä raapaisee pintaa yleistä suhteellisuusteoriaa koskevan tutkimuksen mahdollisuuksien suhteen. EHT tulee olemaan erinomainen työkalu myös muiden läheisten galaksien ytimessä sijaitsevien mustien aukkojen kuvaamiseen, joskin tämä edellyttää vielä monia parannuksia nykyiseen laitteistoon. Toivon pystyväni kuvaamaan ainakin viisi muuta mustaa aukkoa seuraavan vuosikymmenen aikana."

Olen erikoistutkija Kaj Wiik Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitokselta ja Tuorlan observatoriosta.

Olin mukana havaintodatan kalibroinnissa ja tarkistamisessa, kuvantamisessa ja Sagittarius A*:n fysikaalisten parametrien kalibroinnissa.

Mitä kuvat mustasta aukosta merkitsevät sinulle?
Ensimmäinen kuva oman linnunratamme mustan aukon varjosta on toki havaintona historiallinen. Aikaisemmin mustan aukon olemassaolo pystyttiin päättelemään vain epäsuorin menetelmin, nyt se pystytään kuvantamaan ja sen varsin nopeita muutoksia seuraamaan. Pidän kuitenkin ehkä vielä merkittävämpänä sitä, että nyt on kehitetty havaintomenetelmiä, joilla nopeasti muuttuvia mustia aukkoja voidaan seurata. Tämä tietenkin lisää mahdollisuuksia suhteellisuusteorian ja mustien aukkojen teorian testaamiseen.