Aalto-yliopisto

Tutkijat selvittivät ensimmäistä kertaa mustaa aukkoa ympäröivien magneettikenttien rakenteen

Jaa

Uudet tulokset kertovat, mitä tapahtuu aivan mustan aukon reunalla, missä osa materiasta putoaa mustaan aukkoon ja osa suihkuaa valovuosien päähän.

Kuvassa M87-galaksin 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, joka puolestaan riippuu mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän suunnasta. © EHT Collaboration
Kuvassa M87-galaksin 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, joka puolestaan riippuu mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän suunnasta. © 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 aukkoonNäin 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 piti vielä 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.  

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.

 

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Senior Scientist, dosentti Tuomas Savolainen
puh. 050 308 3696
tuomas.k.savolainen@aalto.fi

Kuvat

Kuvassa M87-galaksin 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, joka puolestaan riippuu mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän suunnasta. © EHT Collaboration
Kuvassa M87-galaksin 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, joka puolestaan riippuu mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän suunnasta. © EHT Collaboration
Lataa
M87-galaksissa sijaitsevan supermassiivisen mustan aukon synnyttämä plasmasuihku eri instrumenteilla, eri valon aallonpituuksilla ja eri etäisyyksiltä 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
M87-galaksissa sijaitsevan supermassiivisen mustan aukon synnyttämä plasmasuihku eri instrumenteilla, eri valon aallonpituuksilla ja eri etäisyyksiltä 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
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Aalto-yliopisto
Aalto-yliopisto
PL 18000
00076 AALTO

09 47001, viestinta@aalto.fihttp://aalto.fi

Aalto-yliopisto. Kohti parempaa maailmaa. Aalto-yliopisto on rohkeiden ajattelijoiden yhteisö, jossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Tunnistamme ja ratkaisemme yhteiskunnan suuria haasteita ja rakennamme innovatiivista tulevaisuutta. Yliopistossa on kuusi korkeakoulua, 12 000 opiskelijaa ja 400 professoria. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme