Relativistinen suihku mustasta aukosta. Kuva (Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF) |
tutkimusryhmä on tehnyt merkittävän havainnon
Kaksi galaksia, jotka tunnetaan luettelotunnuksella ARP 299,
törmäävät toisiinsa noin 150 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Törmäyksen
vaikutuksesta galaksin ytimessä olevan supermassiivisen mustan aukon
vaikutuspiiriin joutuneet tähdet riipiytyvät hajalle ja materia päätyy
kertymäkiekkoon mustan aukon ympärille.
Varsinainen havainto
käsittää noin kahden auringonmassaisen tähden hajoamista 20 miljoonan auringonmassaisen
musta aukon läheisyydessä. Lähestyessään mustaa aukkoa tähteen syntyy
vuorovesihäirötapahtumaksi (tidal
disruption event, TDE) kutsuttu ilmiö. Itse ilmiötä on havaittu harvoin
ja koskaan aikaisemmin havainnot eivät ole olleet näin tarkkoja.
"Emme
ole koskaan ennen kyenneet suoraan havaitsemaan suihkun muodostumista ja
kehitystä yhdestä näistä tapahtumista", kertoi astronomi Miguel
Perez-Torres Andalusian Astrofysiikan instituutista Granadassa Espanjassa.
Vuorovesivoimat riipivät lähestyneen tähden
kokonaan ja aine joutuu mustaa aukkoa kiertävään kertymäkiekkoon. Kiekossa
tiheys ja lämpötila ovat hyvin korkeat ja kertymäkiekko säteileekin hyvin
voimakkaasti lähes kaikilla sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuksilla.
Kertymäkiekosta aine siirtyy hiljalleen mustan aukon tapahtumahorisontin yli
itse mustaan aukkoon.
Kaikki kertymäkiekkoon päätynyt aine ei
kuitenkaan päädy mustaan aukkoon, vaan voimakkaan magneettikentän vaikutuksesta
osa aineesta siirtyy musta aukon pyörimisakselin navoille ja syöksyy avaruuteen
lähes valonnopeudella.
Ensimmäiset havainnot tehtiin
vuonna 2005 jolloin havaittiin Arp 299-B AT1 nimettyä tapahtumaa
Kanariansaarten La Palmalla sijaitsevalla William Herschel -infrapunateleskoopilla.
Havainto tehtiin 30. tammikuuta (2005). Seuraava havainto tehtiin 17.
heinäkuuta Kansallisen tiedesäätiön (NSF) Very Long Baseline Array eli
VLBA-radioteleskoopilla.
”Ajan kuluessa kohde pysytteli kirkkaana niin infrapuna- kuin
radiotaajuuksilla, mutta ei ollut havaittavissa näkyvän valon tai
röntgensäteilyn aallonpituuksilla” kertoo Seppo Mattila. Hänen mukaansa ”Todennäköinen selitys on se, että
tähtienvälinen paksu kaasu- ja pölypilvet lähellä galaksin keskustaa
absorboivat säteilyn näillä aallonpituuksilla ja säteilevät sen edelleen
infrapunaisella aallonpituusalueella”.
Kymmenen tutkimusvuoden jälkeen
tutkijat olivat kyenneet seuraamaan suihkun kehitystä niin infrapunaisensäteilyn
kuin radioaaltojen aallonpituuksilla ja he havaitsivat suihkun etenevän
suurella nopeudella (yhdessä suunnassa) kuten oli odotettavissakin kun kyseessä
on relativistinen suihku.
Tutkijat ovat jo pitkään
arvioineet, että TDE-ilmiöt ovat paljon yleisempiä kuin mitä olemme pystyneet
havaitsemaan. Suurin osa galakseista pitää keskellään supermassiivista mustaa
aukkoa mutta ne kätkeytyvät pöly- ja kaasupilvien taakse ja ovat ”näkymättömiä”
kuten Arp299 ja oman Linnunratamme keskustassa oleva Sagitarius A*. Seppo
Mattilana mukaan havainto on vain jäävuoren huippu toistaiseksi meille piilossa
olevan TDE-ilmiöiden joukosta. Tulevat havainnot tulevat lisäämään
tietämystämme ilmiöstä merkittävästi.
Huomautukset
[1] Tutkimus “A
dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy
merger” julkaistiin Science tiedejulkaisussa 14.6. 2018 (eaao4669 DOI:
10.1126/science.aao4669).
[2] Seppo Mattilan lisäksi mukana tutkimuksessa on ollut
useita suomalaisia tutkijoita. Kaikkiaan artikkelin kirjoittajiksi on merkitty
36 tutkijaa 26 eri tutkimuslaitoksesta tai yliopistosta.
Kuva (Mattila,
Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)