Kuva kvasaarin suihkusta yllätti tähtitieteilijät
Tutkijat eivät ole koskaan aikaisemmin saaneet yhtä tarkkaa kuvaa näin kaukaisesta kohteesta.
Tutkijat selvittivät ensimmäistä kertaa mustaa aukkoa ympäröivien magneettikenttien rakenteen
Uudet tulokset kertovat, mitä tapahtuu aivan mustan aukon reunalla, missä osa materiasta putoaa mustaan aukkoon ja osa suihkuaa valovuosien päähän.
Kaksi vuotta sitten Event Horizon Telescopen (EHT) tutkijat paljastivat ensimmäisen kuvan M87- galaksin keskellä sijaitsevasta supermassiivisesta mustasta aukosta. Tänään julkaistu kuva antaa uutta tietoa magneettikenttien rakenteesta aivan mustan aukon reunalla.
Tulosten mukaan magneettikentät ovat niin voimakkaita, että ne pystyvät vastustamaan painovoiman vetoa ja estämään osaa kaasusta putoamasta mustaan aukkoon. Näin ne ohjaavat kaasun liikkeitä mustan aukon ympärillä ja ovat mukana synnyttämässä voimakkaita kaasusuihkuja.
EHT-hankkeessa työskentelee yli 300 tutkijaa kaikkialta maailmassa. Tutkijat käyttävät ainutlaatuista tekniikkaa, jossa ympäri maapalloa sijaitsevat radioteleskoopit yhdistetään yhdeksi valtavaksi teleskoopiksi. Teleskooppien signaalit kuljetettiin havaintojen jälkeen kahdelle supertietokoneelle signaalien yhdistämistä varten. Tämän jälkeen yhdistetyistä signaaleista on vielä pitänyt laskea kuva.
Magneettikentistä näin lähellä aukkoa on aikaisemmin ollut hyvin vähän tietoa, kertoo EHT-yhteistyöhankkeen suomalaisjäsen Tuomas Savolainen Aalto-yliopiston Metsähovin radiotutkimusasemalta.
”Tiesimme, että mustan aukon ympärillä on magneettikenttä, mutta emme tienneet millainen. Se, että saimme selville magneettikentän rakenteen näin lähellä mustan aukon reunaa, on merkittävä edistysaskel”, hän sanoo.
Suuri osa materiasta M87:n mustan aukon lähellä putoaa aukkoon, mutta osa suihkuaa yli 5 000 valovuoden päähän. Aukon reunan lähellä olevat magneettikentät ovat avainasemassa näiden suihkujen ymmärtämisessä, mutta vasta EHT mahdollisti kenttien kuvaamisen.
Yllä olevassa kuvassa näkyy galaksissa M87 sijaitsevan supermassiivisen mustan aukon synnyttämä plasmasuihku eri instrumenteilla ja eri valon aallonpituuksilla kuvattuna (vasemmalta oikealle, Chilessä sijaitseva ALMA-antennisto ja Yhdysvalloissa sijaitseva VLBA-antennisto) sekä alimpana EHT:n ottama polarisaatiokuva mustan aukon lähiympäristöstä. © EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al.; NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); VLBA (NRAO), Kravchenko et al.; J. C. Algaba, I. Martí-Vidal
Polarisaation mittaaminen avainasemassa
Tähtitieteilijät saivat kuvan magneettikentästä tutkimalla sieltä tulevan valon polarisoitumista.
Valo polarisoituu, kun se kulkee tiettyjen suodattimien läpi. Esimerkiksi polarisoidut aurinkolasit auttavat meitä näkemään paremmin, koska ne vähentävät heijastuksia ja häikäisyä kirkkailta pinnoilta. Myös mustaa aukkoa ympäröivän kuuman kaasun lähettämä valo on polarisoitunutta, ja polarisaation suunta määräytyy kaasussa olevan magneettikentän suunnan mukaan.
”Mustan aukon ympärillä näkyvän kirkkaan renkaan valo on osittain polarisoitunutta. Polarisaation suunta seurailee rengasta spiraalinmuotoisena, ja voimme päätellä magneettikentän olevan ainakin osittain järjestäytynyt säteittäisesti tai vertikaalisesti. Vertasimme mitattuja polarisaatio-ominaisuuksia simulaatioihin, jotka kertovat kaasun liikkeistä mustan aukon ympärillä. Näin pystyimme rajaamaan sopivien mallien joukkoa pienemmäksi”, Savolainen kertoo.
”Uuden kuvan paljastaminen on vaatinut vuosien työn tietojen hankkimiseen ja analysointiin liittyvien monimutkaisten tekniikoiden vuoksi”, sanoo Valencian yliopiston tutkija Iván Martí-Vidal, joka on koordinoinut tätä EHT:n osaprojektia.
Tuomas Savolainen oli myös mukana, kun EHT:n tutkijaryhmä onnistui ensimmäistä kertaa kuvaamaan supermassiivisen mustan aukon ja sen varjon vuonna 2019. Silloin Savolainen oli mukana analysoimassa M87:stä kerättyä dataa. Tällä kertaa hän osallistui tutkimuksessa käytettyjen kalibrointikohteiden analyysiin.
Tulokset julkaistiin tänään kahdessa artikkelissa The Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
Lisätietoja:
Senior Scientist, Dosentti Tuomas Savolainen
[email protected]
Puh. 050 3083696
Kuvassa galaksin M87 supermassiivinen musta aukko polarisoidussa valossa. Tämä musta aukko sijaitsee 55 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta, ja sen massa vastaa 6,5 miljardin Auringon massaa. Kuvassa näkyvät viivat kuvaavat polarisaation suunnan, mikä puolestaan riippuu mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän suunnasta. © EHT Collaboration
Alkuperäisjulkaisut:
- First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring, The Astrophysical Journal Letters, Vol. 910, L12; http://doi.org/10.3847/2041-8213/abe71d
- First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon, The Astrophysical Journal Letters, Vol. 910, L13; http://doi.org/10.3847/2041-8213/abe4de
Lue lisää
Tähtitieteilijät ottivat ensimmäistä kertaa kuvan mustasta aukosta
Aalto-yliopisto osallistui käänteentekeviin havaintoihin jättimäisestä mustasta aukosta Messier 87 -galaksin ytimessä.
Tähtitieteilijät loivat maapalloa suuremman teleskoopin – mustan aukon synnyttämien plasmasuihkujen rakenne kuvattiin huipputarkasti
Maata kiertävän radioteleskoopin havainnot ovat resoluutioltaan tarkimpia tähtitieteen historiassa; aivan kuin Kuusta voitaisiin katsella Maan pinnalla olevaa biljardipalloa.
Mustat aukot saattavat olla hyödyllisempiä kuin luulimmekaan
Jättimäiset avaruuden syöverit voivat repiä tähtiä kappaleiksi – mutta myös muovata kokonaisten galaksien kehitystä.
Aktiiviset galaksit
Metsähovin havaintojen perustana ovat aktiivisten galaksien radiosäteilyn korkeiden radiotaajuuksien pitkäaikaiset valokäyrät. 37 gigahertsin valokäyriä löytyy monesta kohteesta jo neljältä vuosikymmeneltä.
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Unite! Open Science and Innovation Management -käsikirja saatavilla verkossa ja painettuna
Käsikirja on käytännön opas yliopistotutkijoille, tutkimus- ja innovaatiopalveluille sekä yliopistojen johdolle.
Millainen luonto elvyttää? Aalto-yliopiston tutkijat avaavat erilaisten viherympäristöjen elvyttävyyden näkyviä ja näkymättömiä piirteitä
Lähellä oleva luonto tekee hyvää – mutta miksi ja miten?
Yhä harvempi yliopisto-opiskelija jää kotiseudulleen Suomen suurimmissa kaupungeissa – uusi selvitys näyttää kaupunkikohtaiset erot
Aalto-yliopiston kaupunkitaloustieteen tutkimusryhmä AlueAvain on tarkastellut Tilastokeskuksen yksilötason rekisteriaineistojen avulla yliopisto-opiskelijoiden muuttoliikkeitä Suomen suurimmissa kaupungeissa viimeisten 20 vuoden aikana. Tarkastelussa vertailtiin erikseen pääkaupunkiseudun kuntia sekä Tamperetta, Turkua ja Oulua.