Chang’e 6:n lento onnistui

Kiinan kuuluotain Chang’e 6 toi ensimmäistä kertaa Kuun etäpuolelta noin kaksi kiloa kivinäytteitä Maahan. Aiemmin Kuun näkyvältä puolelta on tuotu Maahan yli 380 kiloa kiviä, mutta etäpuolelta ei ole aiemmin saatu näytteitä. Nämä kivet voivat auttaa tutkijoita selvittämään Kuun ja Aurinkokuntamme historiaa.

Kiinan julkaisema kuva Chag`e 6:sta. Kuvan on ottanut laskeutujan mukana tullut pieni kuukulkija. Kuva Wikimedia Commons.

Chang’e 6:n laskeutuja keräsi kiviä ja pölyä Kuun etäpuolelta melko tarkalleen sieltä, minne sen pitikin laskeutua. Laskeutujan ja pienen mönkijän tehtävänä oli havaita ympäristöä ja kerätä pari kiloa kiviä ja pölyä. Osan näytteistä robottikäsi kaivoi aina kahden metrin syvyydestä, ja kivipora auttoi tässä. Alus oli Kuussa vain muutaman vuorokauden, ja kootut kivet lähetettiin nousualuksella Kuun kiertoradalle ja siltä paluulennolle. Näytteet siirrettiin näytesäiliöön, jonka oli määrä pudota laskuvarjojen varassa Mongoliaan 25. kesäkuuta. Saatujen tietojen mukaan laskeutuminen onnistui suunnitellusti.

Tehtävä näyttää onnistuneen kaikilta osin, joten tämä voidaan pitää merkittävänä saavutuksena. Aiemmin Apollo-lennoilla NASA on tuonut kivinäytteitä Kuun näkyvältä puolelta Maahan yli 380 kg. Myös Neuvostoliitto on tuonut yhteensä 301 grammaa kolmella eri lennolla Kuun näkyvältä puolelta, mutta etäpuolelta ei ole aiemmin saatu näytteitä. Geologit ja kemistit saavat nyt näytteitä aivan erilaisesta ympäristöstä ja eri aikakaudelta kuin aikaisemmin. Kiina on onnistunut tuomaan näytteitä Chang’e 5 aluksella joulukuussa 2020, mutta tuotu määrä oli vain 1,7 grammaa.

Nykykäsityksen mukaan Kuu muodostui noin 4,55 miljardia vuotta sitten, kun Marsin kokoinen kappale törmäsi proto-Maahan. Törmäyksessä suurin osa törmäävän kappaleen rautaytimestä sulautui Maan rautaytimen kanssa. Kevyemmistä pintamateriaaleista osa sinkoutui avaruuteen, sekoittuivat toisiinsa ja muodostivat hyvin lyhyessä ajassa nykyisen Kuun.

Syntynyt Kuu kiersi aluksi maapalloa hyvin lähellä (ehkä noin 20 000 km etäisyydellä), mutta voimakas vuorovesi-ilmiö siirsi Kuuta hyvin nopeasti ulommaksi. Nykyisinkin Kuun ja Maan välinen keskietäisyys kasvaa edelleen noin 3,8 cm vuodessa. 

Kuun pyöriminen lukkiutui suhteellisen nopeasti kiertoaikaan ja tästä syystä Kuun etupuoli ja etäpuoli ovat aivan erilaisia. Etäpuoli jäähtyi ja kiteytyi etupuolta nopeammin, joten geologiset prosessit olivat myös erilaisia. Etäpuolella ei ole etupuolen tapaan suuria basalttilaakioita, joita kutsutaan marealueiksi (meriksi). Laakiot syntyivät suurten asteroidien aiheuttamiin törmäyskraattereihin, joihin tihkui sulaa kiviainesta, basalttia. Vanhimmat marealueet ovat noin 4,1 miljardia vuotta vanhoja ja viimeisin (Mare Imbrium) syntyi noin 3,85 miljardia vuotta sitten.

Kiinan tuomat kivinäytteet ovat Apollo-kraatterista, joka sijaitsee Aitken-altaassa. Allas on niin ikään syntynyt iso asteroidin törmäyksessä noin 4,26 miljardia vuotta sitten ja sen halkaisija on noin 2 500 km. Allas sijaitsee lähellä Kuun etelänapaa, joten sitä kutsutaan yleisesti Etelänavan-Aitkenin altaaksi.

Kiinan kuuohjelma jatkuu tämän lennon jälkeenkin. Seuravaksi lähtee Chang'e 7 vuoden 2026 aikana ja Chang’e 8:n vuonna 2028. Kiina on kiinnostunut myös suorittamaan miehitetyn kuulennon vielä ennen vuotta 2030. Tämän lisäksi Kiinalla on myös suunnitelmia myös pysyvän kuutukikohdan perustamiseksi 2030-luvulla.

 

GMT:n lopulliset suunnitelmat valmistuivat

Giant Magellan Telescope (lyhennettynä GMT) ja sitä suunnitteleva espanjalainen IDOM -yritys ovat ilmoittaneet teleskoopin suojarakennuksen lopullisten suunnitelmien valmistumisesta. Rakennuksesta tulee 65 m korkea ja sitä voidaan pyöräyttää ympäri noin kolmessa minuutissa. Massaa rakennuksella on noin 5 000 tonnia. Rakennus on myös suunniteltu kestämään ja suojaamaan teleskooppia voimakkaimmiltakin maanjäristyksiltä suunnitellun yli 50 vuoden ajan. Heikompien järistysten jälkeen kaukoputki on otettavissa käyttöön mahdollisimman lyhyen ajan kuluttua.

Havainnekuva valmiista GMT-teleskoopista ja sen suojarakennuksesta. Kuva Wikimedia Commons/Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation.

 

GMT:ta tulee yksi suurimmista maanpinnalle sijoitettavista teleskoopeista. Se sijoitetaan Chilen Atacaman autiomaassa olevalle Las Campanasin observatorion alueelle. Teleskoopin varsinainen käyttöönotto on suunniteltu varhaiselle 2030-luvulle, vaikkakin ”ensimmäiset valot” saataneen vuoden 2029 aikana.

Kun se valmistuu, GMT:sta tulee suurin koskaan rakennettu Gregorian-tyyppinen teleskooppi, joka havaitaan optisella ja keski-infrapuna -alueella (320 – 25 000 nm). Teleskooppi käyttää seitsemää suurta monoliittipeiliä muodostaakseen valonkeräysalan, joka on 368 neliömetriä. Sen erotuskyky on odotettavissa olevan 10 kertaa parempi kuin Hubble-avaruusteleskoopilla ja neljä kertaa parempi kuin James Webb -avaruusteleskoopilla, vaikka se ei pysty kuvaamaan samalla infrapuna-alueella kuin avaruusteleskoopit.

Tutkijat tulevat käyttämään Giant Magellania havaintoihin lähes kaikilla tähtitieteen osa-alueilla – aina kaukaisten eksoplaneettojen elämän merkkien etsimisestä kemiallisten alkuaineiden kosmisen alkuperän tutkimiseen.

Teleskoopin ensimmäiset seitsemän pääpeiliä valettiin vuonna 2005, ja paikan päällä rakennustyöt alkoivat vuonna 2015. Tällä hetkellä kaikki seitsemän pääpeiliä on valettu, ja adaptiivisen optiikan ensimmäiset seitsemän mukautuvaa toisiopeiliä ovat työn alla. Muita teleskoopin alijärjestelmiä suunnitellaan ja rakennetaan parhaillaan.

Tämä noin 2 miljardin dollarin teleskooppi on GMTO Corporationin työ, joka on kansainvälinen konsortio tutkimuslaitoksia, jotka edustavat seitsemää maata: Australiaa, Brasiliaa, Chileä, Israelia, Etelä-Koreaa, Taiwania ja Yhdysvaltoja.

Teleskooppi rakennetaan Las Campanasin observatorioon, jossa on myös Magellan-teleskooppi (Ø 6,5 m). Se sijaitsee noin 115 km La Serenasta pohjoiskoilliseen ja 180 km Copiapósta etelään, 2 516 metrin korkeudessa. Paikka on valittu teleskoopin sijainniksi sen erinomaisen tähtitieteellisen selkeän sään ansiosta suurimman osan vuodesta. Lisäksi ympäröivän Atacaman autiomaan alueen yötaivas on vähiten valosaasteinen, mikä tekee siitä yhden parhaista paikoista maanpinnalla pitkäaikaiseen tähtitieteelliseen havainnointiin.

 

Giant Magellan Teleskoopin ominaisuuksia:

Adaptiivinen optiikka: GMT:ssä on adaptiivinen optiikka, joka korjaa ilmakehän aiheuttamia häiriöitä reaaliajassa. Tämä mahdollistaa tarkemmat havainnot ja parantaa resoluutiota.

Suuri peilipinta-ala: Seitsemän pääpeilin yhdistelmä luo yhteensä 368 neliömetrin valonkeräysalan. Tämä suuri peilipinta-ala mahdollistaa tehokkaan valonkeruun ja tarkat havainnot.

Monipuoliset havainnot: GMT pystyy havaitsemaan monenlaisia tähtitieteen kohteita, kuten eksoplaneettoja, galakseja, tähtiä ja mustia aukkoja.

Sijainti: Las Campanasin observatorio sijaitsee korkealla Andien vuoristossa, mikä vähentää ilmakehän häiriöitä ja parantaa havaintojen laatua.

Kansainvälinen yhteistyö: GMT on kansainvälinen projekti, joka yhdistää seitsemän maata. Tämä monipuolinen yhteistyö mahdollistaa laajan asiantuntemuksen ja resurssien jakamisen.

Nämä ominaisuudet tekevät GMT:stä huippuluokan teleskoopin, joka auttaa meitä ymmärtämään paremmin maailmankaikkeutta.

 

GMT numeroina:

Optinen järjestelmä	Gregoriaaninen
Mittakaava kuvatasossa	0,997 kaarisekuntia/mm
Aallonpituusalue	0,32 – 25 mm
Kuvakenttä	Ø 20 kaariminuuttia
Pääpeilin halkaisija ja pinta-ala	25,4 m, 368 m²
Pääpeilin valovoima	f/0,71
Teleskoopin valovoima	f/8,16 [8.34]
Erotuskyky (difr. raja)	0,01 kaarisekunti 1 mm aallonpituudella.

Tällä hetkellä on suunnitteilla tai rakenteilla monta muuta isoa teleskooppia, jotka valmistuttuaan tulevat varmasti muuttamaan tähtitieteellistä tukimusta ja ennen kaikkea ne tuotavat tutkijoiden käyttöön sellaista dataa, jota ei ole mahdollista saada pienemmillä kaukoputkilla.

 

Suurien teleskooppien numeraalinen vertailu:

Nimi	Pääpeilin halkaisija (m)	pinta-ala (m2)	Ensivalot
Extremely Large Telescope (ELT)	39,3	978	2028
Thirty Meter Telescope (TMT)	30	655	?
Giant Magellan Telescope (GMT)	25,4	368	2029
Southern African Large Telescope (SALT)	11,1 × 9,8	79	2005

 

 

Tähtitieteilijät ovat nähneet mustan aukon aktivoitumisen reaaliajassa

Vuoden 2019 lopulla aiemmin himmeä galaksi SDSS1335+0728 alkoi yhtäkkiä loistaa kirkkaammin kuin koskaan aiemmin. Ymmärtääkseen ilmiötä tähtitieteilijät ovat hyödyntäneet useiden avaruus- ja maapäällisten observatorioiden, kuten Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopin, tietoja tutkiakseen miten galaksin kirkkaus on vaihdellut. Tänään julkaistussa tutkimuksessa he toteavat, että he ovat todistamassa sellaisia muutoksia, joita galaksissa ei ole koskaan aiemmin nähty. Nämä ovat todennäköisesti seurausta galaksin ytimessä olevan massiivisen mustan aukon äkillisestä aktivoitumisesta.

Loppuvuodesta 2019 galaksi SDSS1335+0728 alkoi yhtäkkiä loistaa kirkkaammin kuin koskaan aiemmin. Se luokiteltiin aktiiviseksi galaktiseksi ytimeksi, jonka voimanlähteenä toimii galaksin ytimessä oleva massiivinen musta aukko. Tämä on ensimmäinen kerta, kun massiivisen mustan aukon aktivoituminen on havaittu reaaliajassa. Tässä taiteilijan tekemässä havainnekuvassa näkyy mustan aukon ympärillä oleva ja kasvava materiaalikiekko, joka saa ympäristöstään lisää kaasua ja tästä syystä se kirkastuu edelleen.

Kuva ESO/M. Kornmesser

 

"Kuvittele, että olet havainnut kaukaista galaksia vuosien ajan, ja se on aina vaikuttanut rauhalliselta ja passiiviselta", sanoi Paula Sánchez Sáez, ESO:n tähtitieteilijä Saksassa ja Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistavaksi hyväksytyn tutkimuksen pääkirjoittaja. "Yhtäkkiä sen [ytimessä] alkaa näkyä dramaattisia epätyypillisiä kirkkauden muutoksia, joita emme ole aiemmin nähneet". SDSS1335+0728:lle tapahtui juuri näin. Sen jälkeen, kun se kirkastui dramaattisesti joulukuussa 2019, kohde on nyt luokiteltu aktiiviseksi galaksiytimeksi (AGN). AGN on kirkas kompakti alue, jonka voimanlähteenä on massiivinen musta aukko^[1].

Jotkin ilmiöt, kuten supernovaräjähdykset tai TDEt (tidal disruption events, vuorovesihäiriö), jossa tähti joutuu liian lähelle mustaa aukkoa ja repeytyy hajalle, voivat saada galaksit yhtäkkiä kirkastumaan. Nämä kirkkauden vaihtelut kestävät kuitenkin tyypillisesti vain muutamia kymmeniä tai korkeintaan muutamia satoja vuorokausia. SDSS1335+0728 kirkastuu edelleen yli neljä vuotta sen jälkeen, kun sen havaittiin ensimmäisen kerran. Lisäksi tässä 300 miljoonan valovuoden päässä Neitsyen tähdistössä sijaitsevassa galaksissa havaitut kirkkauden vaihtelut ovat täysin erilaisia kuin aiemmin havaitut, mikä viittaa tähtitieteilijöiden mielestä erilaiseen selitykseen.

Tutkimusryhmä yritti saada kirkkauden vaihteluille selvyyttä yhdistämällä useiden eri laitteiden arkistodataa ja uusia havaintoja, kuten dataa ESO:n VLT:n X-shooter-instrumentista, joka sijaitsee Chilen Atacaman autiomaassa^[2]. Verrattaessa ennen ja jälkeen joulukuun 2019 otettuja tietoja he havaitsivat, että SDSS1335+0728 lähettää nyt paljon enemmän valoa ultravioletti-, optisella ja infrapuna-aallonpituudella. Galaksi alkoi myös lähettää röntgensäteilyä helmikuussa 2024. "Tämä käyttäytyminen on ennennäkemätöntä", sanoi Sánchez Sáez, joka kuuluu myös Chilessä sijaitsevaan Millennium Institute of Astrophysics (MAS) -instituuttiin.

"Selkein tapa tämän ilmiön selittämiseksi on se, että näemme parhaillaan, miten galaksin [ydin] alkaa (...) aktivoitua", sanoi yksi tutkimuksen kirjoittajista Lorena Hernández García MAS:sta ja Valparaíson yliopistosta Chilessä. "Jos näin on, niin tämä olisi ensimmäinen kerta, kun näemme massiivisen mustan aukon aktivoituvan reaaliajassa".

Useimpien galaksien, kuten myös Linnunradan, keskellä on massiivinen musta aukko, joiden massa on yli satatuhatta kertaa Aurinkoamme massa. "Nämä jättimäiset hirviöt yleensä ”nukkuvat” eivätkä ole suoraan näkyvissä", kertoi yksi tutkimuksen tekijöistä Claudio Ricci Diego Portalesin yliopistosta, joka sijaitsee myös Chilessä. "SDSS1335+0728:n tapauksessa pystyimme havaitsemaan massiivisen mustan aukon ”heräämisen”, [joka] alkoi yhtäkkiä ”herkutella” ympäristöstään saatavilla olevalla kaasulla ja muuttui hyvin kirkkaaksi".

"[Tätä] prosessia (...) ei ole koskaan aiemmin havaittu", Hernández García sanoi. Aikaisemmissa tutkimuksissa on raportoitu galaksien muuttuvan aktiivisiksi useiden vuosien kuluessa. Tämä on ensimmäinen kerta, kun itse prosessi, eli mustan aukon aktivoituminen on havaittu reaaliajassa. Ricci, joka kuuluu myös Pekingin yliopiston Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics -instituuttiin Kiinassa, lisäsi: "Tämä voisi tapahtua myös omalle Sgr A*:lle, siis galaksimme keskellä sijaitsevalle massiiviselle mustalle aukolle", mutta on epäselvää, kuinka todennäköistä tämä on.

Vaihtoehtoisten selitysten poissulkemiseksi tarvitaan vielä seurantahavaintoja.  On mahdollista, että kyseessä on epätavallisen hidas TDE-ilmiö tai jopa aivan uusi ilmiö. Jos kyseessä on TDE, niin tämä olisi pisin ja heikoin koskaan havaittu tällainen tapahtuma. "Riippumatta siitä, millaista vaihtelu on, [tämä galaksi] antaa arvokasta tietoa siitä, miten mustat aukot kasvavat ja kehittyvät", Sánchez Sáez sanoi. "Oletamme, että [VLT:n MUSE:n tai tulevan ELT:n (Extremely Large Telescope) vastaavat laiteet] uudet instrumentit ovat avainasemassa [galaksin kirkastumisen syiden] ymmärtämisessä".

Lisätietoja

[1] SDSS1335+0728 -galaksin epätavalliset kirkkausvaihtelut havaittiin Yhdysvalloissa sijaitsevalla Zwicky Transient Facility (ZTF) -teleskoopilla. Tämän jälkeen Chilen johtama Automatic Learning for the Rapid Classification of Events (ALeRCE) -ohjelma luokitteli SDSS1335+0728:n aktiiviseksi galaksiytimeksi.

[2] Tutkimusryhmä kokosi arkistodataa useista eri lähteistä: NASAn Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), Galaxy Evolution Explorer (GALEX), Two Micron All Sky Survey (2MASS), Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sekä IKI:n ja DLR:n Spektr-RG-avaruusobservatorion eROSITA-instrumentista. Seurantahavaintoja tehtiin ESO:n VLT:n lisäksi Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) -teleskoopilla, W. M. Keckin observatoriolla sekä NASA:n Neil Gehrels Swift -teleskoopilla ja Chandra X-ray -teleskoopilla

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: “SDSS1335+0728: The awakening of a ∼ 106M⊙ black hole”, joka julkaistaan Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

 

 

Kiinan Chang'e-6 -alus on palaamassa Kuusta

Kiinan Change-6 -alus on palaamassa Maahan mukanaan noin 2 kg kuunäytteitä. Se on jo siirtänyt näytekapselin Maahan laskeutuvaan osaan. Laskeutumisen odotetaan tapahtuvan kesäkuun 25.päivänä.

Chang’e-6 -kuuluotain lähti matkaan 3. toukokuuta kello 9.27.29 UTC Etelä-Kiinasta. Kantorakettina oli Pitkämarssi 5 ja lähtöpaikka oli Wechangin saarella (Hainan) oleva laukaisukeskus. Kuun kiertoradan luotain tavoitti toukokuun 8. päivänä kello 2.12 UTC aikaa. Radan alin piste oli noin 200 km korkeudella Kuun pinnasta ja inklinaatio 137°. Yhteen kierrokseen luotain käytti 12 tuntia.

Laskeutumisosa kosketti Kuun pintaa 1. kesäkuuta kello 22.23.16 UTC. Laskeutumispaikka (41.64° S 153.99° W) oli Apollo-kraatteri (306 × 492 km) Etelänapa–Aitken törmäysaltaassa Kuun etäpuolella. Laskeutumisalueen kallioperä ja kiviaines on basalttipitoista tummaa kiveä.

Laskeutumisosan robottikäsivarren avulla luotain kauhoi ja porasi näytteitä, jotka se sijoitti nousuosassa olevaan kammioon. Nousu käynnistyi 3. kesäkuuta kello 23.38.10 UTC telakointi kiertoradalla olevaan huoltomoduuliin tapahtui 6. kesäkuuta kello 6.48 UTC. Paluumatka alkoi samana päivänä kello 7.24 UTC.

Paluu Maahan on hieman erikoinen, sillä palaavan aluksen annetaan ensin ponnahtaa ilmakehän yläkerroksista takaisin avaruuteen ja vasta toinen lähestyminen tuo sen tavanomaisesti maapallon ilmakehään Sisä-Mongoliassa.

Chang’e-6 -luotain koostuu kolmesta pääosasta. Kokonaismassa lähdössä oli noin 8 200 kg sisältäen kaiken lennolla tarvittavan polttoaineen. Varsinainen luotain koostui huoltomoduulista, laskeutumisosasta ja siihen kiinnitetystä nousuosasta. Nousuosassa on siis erillinen näytekammio, joka siirrettiin Kuun kiertoradalla huoltomoduulissa olevaan Maahan laskeutuvaan paluukapseliin.

Kiina tarjosi kansainvälistä yhteistyötä tutkimuslaitteiden sijoittamiseksi luotaimen eri osiin. Valituksi tuli ranskalaisten DORN regoliitista haihtuvan radonin ja muiden kaasujen havaitsemiseen. DORN sijoitetiin laskeutumisosaan samoin kuin italialainen INRRI laskeutuja ja kierorataosan väliseen tarkkaan etäisyysmittaukseen sekä ruotsalainen NILS Kuun pinnasta heijastuvien negatiivisten ionien havaitsemiseen ja mittaamiseen.

Kiertorataosaan sijoitettiin pakistanilainen IKUBE-Q CubeSat, jossa on kaksi kameraan Kuun pinnan kuvaamiseen ja magneettikentän havaitsemiseen.

Chang’e-6 laskeutumisosan mukana oli vielä pieni kulkija, jota kuvailtiin mobiilikameraksi. Siinä on mukana infrapunaspektrometri, jolla etsittiin vesijään esiintymistä regoliitissa. Se otti myös kuvia laskeutujasta.

Radioliikenne Kuun etäpuolelle vaatii välittäjäksi satelliitin. Kiinan Queqiao-2 -satelliitti hoiti välitystehtävän silloin, kun sillä oli suora yhteys laskeutujaan ja Maahan samanaikaisesti. Yhteys Maahan on mahdollinen 8 tunnin ajan jokaisella kierroksella. Chang’e-6 hyödyntää Wi-Fi 6E -teknologiaa, joka toimii 6 GHz taajuuskaistalla. Tämä mahdollistaa nopeammat langattomat yhteydet ja parantaa useiden laitteiden kokonaiskapasiteettia.

Queqiao-2 -satelliitti lähti kohti Kuuta 20. maaliskuuta ja se asettui Kuuta kiertävälle radalle 24. maaliskuuta 2024. Aluksi radan koko oli 200 × 100 000 km, mutta se muutettiin 10 vuorokauden (kaasujarrutus) kuluessa lopulliseksi tietoliikenteen mahdollistavaksi radaksi. Radan alin piste (periselene) on noin 200 km korkeudella Kuusta ja kaukaisin piste (aposelene) noin 16 000 km etäisyydellä. Kiertoaika on 24 tuntia ja inklinaatio 62,4°.

Chang’e-6:n tehtävä on ollut haastava, mutta sen avulla voimme saada uutta tietoa Kuusta. Kivinäytteet voivat paljastaa tietoa Kuun geologisesta historiasta, kraatterimuodostuksesta ja mahdollisista resursseista. Ne voivat myös auttaa meitä ymmärtämään Kuun synnyn ja kehityksen prosesseja.

Kiina jatkaa avaruusohjelmaansa, ja seuraavaksi Kuuhun lähetetään Chang’e-7 vuonna 2026. Tavoitteena on myös miehitetty lento Kuuhun vuoteen 2030 mennessä.

 

 

OJ 287 – Mustan aukon mysteeri avautuu

Tähtitieteilijöiden vuosikymmeniä kestänyt työ on tuonut valoa yhteen avaruuden suurimmista arvoituksista: OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttäytymiseen. Tämä kaukainen blasaari (musta aukko) on herättänyt huomiota poikkeuksellisen ja säännöllisten kirkkausvaihteluiden vuoksi, jotka ovat nyt selittyneet mustan aukon kiertoliikkeellä paljon massiivisemman mustan aukon ympäri.

Havainnekuva OJ-287 järjestelmästä. Pienemmän musta aukon radan periheli kiertyy voimakkaasti, joka aiheuttaa muutoksia isomman musta aukon kertymäkiekon välähdysten (kuvassa flare) aikatauluun riippuen siitä, missä osassa rataa läpäisy tapahtuu. Viimeisten vuosikymmenien aikana tehdyt havainnot kuitenkin ovat auttaneet tutkijoita määrittämään radan muodon ja perihelikiertymän määrän, joten tulevat kirkastumiset voidaan ennakoida hyvin, jopa muutaman tunnin tarkkuudella. Kuva NASA/JPL-Caltecg/Scot Shutterland.

 

OJ 287:n suurempi musta aukko, jonka massa on yli 18 miljardia kertaa Auringon massaa, on kertymäkiekon (tiheää kaasua ja plasmaa) ympäröimä. Tätä jättiläistä kiertää toinen pienempi musta aukko, jonka massa on noin 150 miljoonaa kertaa Auringon massaa. Kaksi kertaa joka 12. vuosi pienempi musta aukko syöksyy suuren kertymäkiekon läpi, mikä aiheuttaa valon välähdyksen, joka on kirkkaampi kuin biljoona (10¹²) tähteä.

Vuonna 2015 Spitzer-teleskooppi havaitsi OJ 287 -galaksin mustan aukon käyttämällä infrapunateleskooppiaan, joka pystyi havaitsemaan kaukaisen valon välähdyksen. Tämä välähdys oli merkki siitä, että pienempi musta aukko oli syöksynyt suuremman mustan aukon ympäröivän kaasulevyn läpi. Havainto oli onnekas, koska OJ 287 oli tuolloin Maasta katsottuna Auringon takana, mikä teki siitä näkymättömän maanpäällisille havaintolaitteille. Spitzer oli kuitenkin Aurinkoa kiertävällä radalla sellaisessa asemassa, että havaintoja voitiin tehdä.

Turkulaiset tutkijat, johtajanaan Aimo Sillanpää, olivat 1980-luvulla ensimmäisiä, jotka esittivät, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat binäärisestä mustan aukon järjestelmästä. Heidän työnsä on ollut perustavanlaatuinen OJ 287:n ymmärtämisessä ja on auttanut kehittämään malleja, jotka ennustavat mustien aukkojen välisten vuorovaikutusten aiheuttamia kirkkausvaihteluita.

TESS-observatorio (Transiting Exoplanet Survey Satellite) on tehnyt merkittäviä havaintoja OJ 287 -galaksin mustasta aukosta. Vuonna 2021 TESS havaitsi ensimmäistä kertaa suoraan pienemmän mustan aukon. Tutkijat ovat jo pitkään epäilleet, että OJ 287:n kirkkausvaihtelut johtuvat kahden mustan aukon vuorovaikutuksesta. TESS:n havainnot vahvistivat tämän teorian, kun se tarkkaili galaksin kirkkautta ja havaittu valon välähdys paljasti pienemmän mustan aukon olemassaolon.

OJ 287 on erityisen kiinnostava musta aukko useista syistä. Se sisältää kaksi massiivista mustaa aukkoa, jotka muodostavat harvinaisen binäärisen järjestelmän. Se tuottaa säännöllisiä valon välähdyksiä noin 12 vuoden välein, mikä on ollut arvoitus tähtitieteilijöille vuosikymmenien ajan. Välähdyksen kirkkaus on moninkertainen koko Linnunradan kirkkauteen verrattuna.

OJ 287 on ehdokas nanohertsin gravitaatioaaltoja lähettäväksi supermassiiviseksi mustan aukon binäärijärjestelmäksi, mikä tekee siitä tärkeän kohteen gravitaatioaaltojen tutkimuksessa. Gravitaatioaallot ovat avaruuden kaarevuuden aaltoja, jotka syntyvät massiivisten kappaleiden, kuten mustien aukkojen tai neutronitähtien, kiihtyvästä liikkeestä. Albert Einstein ennusti niiden olemassaolon vuonna 1916 yleisen suhteellisuusteorian pohjalta. Gravitaatioaaltojen havaitseminen on tärkeää, koska ne tarjoavat ainutlaatuisen tavan tutkia avaruuden äärimmäisiä ilmiöitä, kuten mustien aukkojen yhdistymisiä, neutronitähtien törmäyksiä ja maailmankaikkeuden alkuvaiheita.

OJ 287:n mustien aukkojen liikkeen mallintaminen on mahdollistanut ennusteiden tekemisen näiden välähdysten ajankohdista hyvin tarkasti, mikä tukee käsitystä siitä, että niiden liike tuottaa gravitaatioaaltoja. Tämä tekee OJ 287:stä parhaan ehdokkaan supermassiivisen mustan aukon parin havaitsemiseksi, joka lähettää gravitaatioaaltoja.

Tutkimus OJ 287:n osalta jatkuu, ja jokainen uusi havainto tuo meidät lähemmäksi ymmärrystä siitä, miten universumi toimii sen kaikkein mystisimmillä tasoilla. Tänä päivänä Turun yliopiston professori Mauri Valtosen johtamien tutkijoiden panos on ollut merkittävä tähtitieteen alalla ja heidän työnsä jatkuu edelleen tärkeänä osana OJ 287:n tutkimusta. Tämä tarina on esimerkki siitä, miten pitkäjänteinen tutkimustyö voi valaista avaruuden syvimpiä salaisuuksia.