Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope (ESO:n VLT) kaukoputken avulla tähtitieteilijät ovat löytäneet pienen mustan aukon Linnunradan ulkopuolelta tarkkailemalla, miten musta aukko vaikuttaa läheisen tähden liikkeeseen. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tätä havaintomenetelmää käytetään galaksimme ulkopuolisen mustan aukon olemassaolon paljastamiseen. Tämä menetelmä voisi olla merkittävässä asemassa Linnunradassa ja läheisissä galakseissa olevien kätkettyjen mustien aukkojen paljastamisessa. Siten näiden salaperäisten kohteiden muodostumisesta ja kehittymisestä saataisiin lisää tietoa.
Havainnekuva tähtijoukossa NGC 1850 olevasta mustasta aukosta. Kuva ESO/M. Kornmesser.
Juuri löydetty musta aukko havaittiin piileksivän NGC 1850:ssä, joka on noin 160 000 valovuoden päässä oleva tuhansien tähtien joukko Suuressa Magellanin pilvessä, joka on Linnunradan naapurigalaksi.
”Aivan kuin Sherlock Holmes jäljittäessään rikollisjengiä heidän jälkiensä perusteella, myös me tarkastelemme suurennuslasilla jokaista tähtijoukon tähteä yrittäen löytää todisteita mustien aukkojen läsnäolosta kuitenkaan näkemättä niitä suoraan”, Sara Saracino Astrofysiikan tutkimusinstituutista Liverpool John Moores yliopistosta Isossa-Britanniassa sanoi. Hän johti tutkimusta, joka on nyt hyväksytty julkaistavaksi 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'-lehdessä. ”Tässä esitelty löytö edustaa vain yhtä etsintäkuulutettua rikollista, mutta kun olet löytänyt yhden, olet matkalla kohti monia muita eri tähtijoukoissa piileksiviä kohteita.”
Tämä ensimmäinen tutkimusryhmän jäljittämä ”rikollinen” osoittautui noin 11 kertaa niin massiiviseksi kuin Aurinkomme. Tähtitieteilijät pääsivät mustan aukon jäljille tutkiessaan sen painovoiman vaikutusta sitä kiertäneeseen viiden Auringon massaiseen tähteen.
Tähtitieteilijät ovat aiemmin löytäneet näin pieniä (tähdenmassaisia) mustia aukkoja muista galakseissa havaitsemalla mustien aukkojen lähettämää heikkoa röntgenhehkua niiden kaapatessa materiaa, tai havaitsemalla gravitaatioaaltoja, jotka ovat peräisin mustien aukkojen tai neutronitähtien sulautumisista toisiinsa.
Useimmat tähtien massaiset mustat aukot eivät kuitenkaan paljasta olemassaoloaan röntgensäteilyllä tai gravitaatioaaltoina. ”Valtaosa voidaan paljastaa vain dynaamisesti”, sanoi Stefan Dreizler, tutkimusryhmän jäsen, joka toimii Göttingenin yliopistossa Saksassa. ”Kun mustat aukot muodostavat yhteisen järjestelmän tähden kanssa, ne vaikuttavat sen liikkeeseen hienovaraisella mutta havaittavalla tavalla, jonka voimme tarkoilla instrumenteilla havaita.”
Tämä Saracinon ja hänen tutkimusryhmänsä käyttämä dynaaminen menetelmä voisi antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden löytää lisää mustia aukkoja, mikä auttaisi niihin liittyvien mysteerien selvittämisessä. ”Jokainen havainto, jonka teemme on tärkeä tekijä, joilla ymmärryksemme tähtijoukoista ja niiden mustista aukoista kasvaa”, kertoi yksi tutkimuksen kirjoittajista, Mark Gieles Barcelonan yliopistosta Espanjasta.
Suuri Magellanin pilvi. Kuva ESO/VMC Survey.
NGC 1850:n löytö merkitsee sitä, että musta aukko on löydetty ensimmäistä kertaa nuoresta tähtijoukosta (joukko on vain noin 100 miljoonaa vuotta vanha, joka on vain silmänräpäys tähtitieteellisessä mittakaavassa). Dynaaminen menetelmä voisi paljastaa vielä enemmän nuoria mustia aukkoja samanlaisissa tähtijoukoissa, mikä antaisi uutta tietoa siitä, miten ne kehittyvät. Vertaamalla niitä vanhemmissa joukoissa oleviin suurempiin ja kehittyneempiin mustiin aukkoihin, tähtitieteilijät pystyisivät ymmärtämään, miten nämä kohteet kasvavat kaappaamalla tähtiä tai sulautumalla muihin mustiin aukkoihin. Lisäksi mustien aukkojen kartoitus tähtijoukoissa lisää ymmärrystämme gravitaatioaaltolähteiden alkuperästä.
Tutkimuksessa käytettiin kahden vuoden aikana Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) instrumentin avulla kerättyjä tietoja. MUSE on asennettu Chilen Atacaman autiomaassa sijaitsevaan ESO:n VLT:hen. ”MUSE teki hyvin tiheiden alueiden havaitsemisen mahdolliseksi, kuten tähtijoukkojen sisimpien alueiden havaitsemisen, ja pystyimme analysoimaan joka ikisen tähden lähettämää valoa. Kaiken tuloksena meillä on tietoa tuhansista tähdistä yhdellä otoksella, mikä on vähintään 10 kertaa enemmän kuin millään muulla instrumentilla", yksi julkaisun kirjoittajista Sebastian Kamann, Liverpoolin astrofysiikan tutkimuslaitoksesta ja pitkäaikainen Muse-asiantuntija, sanoi. Näin tutkimusryhmä pystyi löytämään oudon tähden, jonka erikoinen liike viittasi mustan aukon läsnäolon. Varsovan yliopiston 'Optical Gravitational Lensing Experiment'-dataa hyödyntämällä ja NASA/ESA Hubble -avaruusteleskoopin tietojen avulla he pystyivät mittaamaan mustan aukon massan ja varmistamaan havaintonsa.
ESO:n Erittäin suuri teleskooppi Chilessä, jonka on tarkoitus aloittaa toimintansa myöhemmin tällä vuosikymmenellä, antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden löytää entistä enemmän näitä piileksiviä mustia aukkoja. ”ELT tulee ehdottomasti mullistamaan tämän tutkimusalan”, Saracino sanoi. ”Sen avulla voimme tarkkailla huomattavasti himmeämpiä tähtiä samalla näkökentällä, sekä etsiä mustia aukkoja pallomaisista tähtijoukoista, jotka sijaitsevat paljon suuremmilla etäisyyksillä.”
Huomautukset
Tutkimusartikkeli on luettavissa osoitteessa https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2116/eso2116a.pdf
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti