Uutiset

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.
A view of the M87 supermassive black hole in polarised light, © EHT Collaboration
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. © EHT Collaboration

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.

View of the M87 supermassive black hole and jet in polarised light, texts in Finnish, © EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al.; VLBA (NRAO), Kravchenko et al.; J. C. Algaba, I. Martí-Vidal

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

A view of the M87 supermassive black hole in polarised light, © EHT Collaboration

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:

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

A green laser light shining on a sample stage between two magnets
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tietokonesiru, joka ei koskaan ylikuumene? Nanokokoinen spinaaltolaite on askel kohti aivan uudenlaista laskentaa

Spinaaltoihin perustuva laskenta tehostaa erityisesti kuvankäsittelyä ja hahmontunnistusta.
Kerrostalo ja kallioita
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

LÄHIÖPRIDE-hankkeessa tutkitaan lähiömielikuvien ja rakennetun ympäristön suhdetta

Monitieteinen hanke yhdistää arkkitehtuurin historian, sosiologian, kriittisen kulttuuriperinnön ja maisema-arkkitehtuurin tutkimuksen. Tutkimukseen ja työpajoihin pohjaava hanke tähtää lähiöiden kestävään tulevaisuuteen.
Professorineuvosto
Mediatiedotteet Julkaistu:

Aalto-yliopiston professorineuvosto huolissaan Business Finlandin rahoitusperusteista

Aalto-yliopiston professorineuvosto on huolissaan siitä, että Business Finlandin viennin edistämisvaatimukset tekevät nyt ja tulevaisuudessa mahdottomaksi suurimman osan yliopistojen innovaatiotoiminnasta.
The low-temperature plate inside of the refrigerator. The team attaches their bolometers here. Credit: Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Suomen kvanttiosaajat tiivistävät yhteistyötään

Aalto-yliopiston, Helsingin yliopiston ja VTT:n InstituteQ tuo yhteen alan kärkitutkimuksen ja -koulutuksen sekä edistää innovaatioiden syntymistä.