Väitös avaruustieteen ja -tekniikan alalta, M.Sc. Paola Wara Chamani Velasco

M.Sc. Wara Chamani Velasco väittelee 18.11.2022 klo 12 Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, elektroniikan ja nanotekniikan laitoksella, salissa T2, Konemiehentie 2, Espoo. Väitöskirjan nimi on "Measurements of magnetic fields in the jets of active galactic nuclei".

Vastaväittäjä: Dr. Andreas Brunthaler, Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Saksa.
Kustos: Prof. Anne Lähteenmäki, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan ja nanotekniikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (saatavilla 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53

Väitöstiedote:

Supermassiiviset mustat aukot ovat kohteita, jotka voivat painaa jopa miljardien auringon massojen verran ja jotka sijaitsevat galaksien keskustoissa. Event Horizon Telescope –hanke julkaisi hiljattain pitkäkantainterferometria- eli VLBI-tekniikalla otetut kuvat oman Linnunratamme sekä galaksin M87 supermassiivisista mustista aukoista. Kun galaksin keskustassa sijaitsevaan mustaan aukkoon kertyy materiaa, muuttuu kohde aktiiviseksi galaksiksi, joka saa energiansa aukkoon putoavan materian gravitaatiopotentiaalienergiasta. Tuo energia muuttuu kertymäkiekon säteilyksi sekä toisinaan lähes valonnopeudella ulossyöksyviksi plasmasuihkuiksi. Suihkujen syntymekanismia ei kunnolla ymmärretä. Eräs suosittu selitys on, että magneettikentät muuntavat mustan aukon pyörimisenergiaa suihkujen energiaksi. Tässä mekanismissa suihkun teho riippuu mustan aukon pyörimisnopeudesta sekä aukkoa ympäröivän magneettikentän voimakkuudesta. Vain noin 10% aktiivisista galakseista laukaisee voimakkaita suihkuja ja keskeinen tutkimuskysymys onkin, mikä kontrolloi suihkujen tuottoa – mustan aukon pyörimisnopeus, magneettikenttä vai molemmat?

Tässä väitöskirjassa esitetään mittauksia suihkujen magneettikentästä kahdelle aktiiviselle galaksille käyttäen VLBI-havaintoja ja menetelmää, jossa mitataan tarkasti, kuinka kohta, jossa suihkun radiosäteily tulee ensi kertaa näkyväksi, muuttuu havaintotaajuuden mukana. Tämä muutos riippuu suihkun magneettikentän voimakkuudesta. Näitä mittauksia käytettiin uutena testinä nk. magneettivuoparadigmalle, jonka mukaan suihkun syntyä kontrolloi mustan aukon pyörimisen lisäksi se, kuinka paljon magneettivuota aukon ympärille on kertynyt. Testikohteena oli suhteellisen vähätehoinen suihku aktiivisessa galaksissa IIIZw2, jonka mustan aukon pyörimisnopeus mitattiin käyttäen XMM-Newton ja NuSTAR röntgensatelliittien havaintoja, ja jonka suihkun magneettivuo mitattiin VLBI-havainnoilla. Tulokset osoittivat mustan aukon pyörivän nopeasti, mutta magneettivuon olevan heikko. Jälkimmäinen selittää heikkotehoisen suihkun ja sopii yhteen magneettivuoparadigman kanssa. Väitöskirjan toisessa osassa tutkittiin magneettikentän mittaukseen käytettyä menetelmää ja sitä, kuinka herkkä menetelmä on suihkuissa tapahtuville muutoksille. Tätä varten analysoitiin havaintoja kirkkaasta aktiivisesta galaksista 3C454.3 viiden vuoden ajalta. Tulokset osoittivat merkittävää aikamuuttuvuutta, mikä tulee ottaa huomioon, kun menetelmää käytetään magneettikentän mittaukseen suihkuissa.

Väittelijän yhteystiedot: