Tutkijoiden kaavakuva siitä, kuinka mustan aukon plasmasuihku löydettiin gravitaatiolinssin avulla. Kuva: Turun yliopisto
Tutkijoiden kaavakuva siitä, kuinka mustan aukon plasmasuihku löydettiin gravitaatiolinssin avulla. Kuva: Turun yliopisto
Gravitaatiolinssejä on myös kuvattu. Tässä ne muodostavat kaaren ja kuvion, joka näyttää sattumalta ilahduttavasti hymiöltä. Kuva: Nasa
Gravitaatiolinssejä on myös kuvattu. Tässä ne muodostavat kaaren ja kuvion, joka näyttää sattumalta ilahduttavasti hymiöltä. Kuva: Nasa

Linssi paljastaa tarkasti, kuinka supermassiivinen musta aukko syöksee ainetta avaruuteen.

Turussa työskentelevät tähtitieteilijät ovat löytäneet avaruudesta uuden kosmisen linssin. Siinä tähtijoukko toimii suurennuslasina.

Linssi paljastaa yksityiskohtia isosta plasmasuihkusta, jonka tuotti kaukaisen galaksin supermassiivinen musta aukko, kertoo Turun yliopiston tiedote.

Tämän kosmisen linssin avulla saadut havainnot ovat tarkimpia tästä avaruuden alueesta, jossa plasmasuihkun hiukkaset kiihtyvät lähes valon nopeuteen. Suihkut matkaavat ulos galaksien keskustasta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Monikansalliseen tutkijoiden ryhmään kuuluivat Suomesta Talvikki Hovatta Turun yliopistosta sekä Merja Tornikoski ja Anne Lähteenmäki Aalto-yliopistosta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Hiukkaset kulkevat aktiivisten galaksien keskustassa supermassiivisten mustien aukkojen suihkuissa lähes valon nopeudella. Se on tiedetty jo kauan.

Säteileviä alueita on yleensä voitu havaita vasta, kun säteily on matkannut jo valovuosien päähän mustasta aukosta. Nyt tehdyt uudet havainnot antavat mahdollisuuden tutkia plasmasuihkujen rakennetta lähellä mustaa aukkoa ja tarkasti.

Havainnoissa saavutettiin ylivertainen tarkkuus, kaarisekunnin miljoonasosa. Se vastaa nuppineulan havaitsemista Kuusta.

Tutkimus käytti useita eri radioteleskooppeja. Yhtenä oli Aalto-yliopiston Metsähovin radiotutkimusaseman 14-metrinen teleskooppi.

Kaikki teleskoopit olivat tahoillaan seuranneet aktiivisen galaksin PKS 1413+135 kirkkauden muutoksia.

Kalifornian teknillisen korkeakoulun Caltechin 40-metrisen teleskoopin, Owens Valleyn, havainnoissa näkyi jotain outoa vuonna 2010.

”Yleensä aktiivisten galaksien radiosäteily kirkastuu, kun musta aukko syöksee lähteviin hiukkasten suihkuihin lisää ainetta. Tällä kertaa plasmasuihku näytti kirkastuvan ja himmenevän hyvin samaan tapaan vuoden kuluessa”, kertoo kertoo Turun yliopiston erikoistutkija Hovatta.

”Se ei näyttänyt normaalilta kirkkauden vaihtelulta. Kun sama ilmiö toistui 2015, oli selvää, että jotain erikoista oli tekeillä.”

Metsähovin radiotutkimusaseman havainnoilla oli suuri rooli ilmiön selvityksessä.

”Sama symmetrinen kirkkauden muutos näkyi myös Metsähovin havainnoissa, jotka on tehty eri radiotaajuudella kuin Kaliforniassa Owens Valleyssa. On todennäköistä, että kirkkaus muuttuu, kun pienet säteilyalueet plasmasuihkussa kulkevat gravitaatiolinssin takaa”, Hovatta sanoo.

Metsähovin radiotutkimusaseman havainto-ohjelmasta vastaava dosentti Tornikoski kertoo, että Metsähovin tulokset olivat tutkimuksessa oleellisia. Tähän on kaksi syytä.

Metsähovissa on kerätty aktiivisten galaksien muuttuvuudesta dataa jo yli 40 vuoden ajan. Kun nyt analysoimme tarkasti tuloksiamme, löysimme samanlaisen symmetrisen kirkastuman myös jo vuosilta 1993 ja 2000, Tornikoski sanoo.

Tornikosken mukaan ilmiön ymmärtämisen kannalta tärkeää oli myös se, että Metsähovin havaintojen korkeammilla radiotaajuuksilla tapahtuma on samanaikainen kuin Owens Valleyn matalammalla taajuudella.

Sekä symmetrisyys että samanaikaisuus selittyvät parhaiten gravitaatiolinssin mallilla.

Mielenkiintoinen on myös itse gravitaatiolinssi. Se on todennäköisesti tähtijoukko, joka sijaitsee spiraaligalaksissa aktiivisen galaksin ja Linnunradan välissä.

Linssin massa on noin 1 000–10 000 oman Aurinkomme massaa. Yleensä linssit ovat aiheuttaneet joko yksittäiset tähdet tai kokonaiset galaksit.

”Radiohavaintojen avulla voi siis mahdollisesti myös tutkia tällaisia keskikokoisia gravitaatiolinssejä. Niitä on muuten vaikea havaita kaukaisesta maailmankaikkeudesta”, Tornikoski sanoo.

Sisältö jatkuu mainoksen alla