Tutkijat onnistuivat kuvaamaan nämä taivaankappaleet pareittain, ratkaisten monivuotisen mysteerin tällaisen tyyppisten kaksoisjärjestelmien olemassaolosta.
Sisällysluettelo
Kansainvälinen tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa saanut kuvan kahdesta mustasta aukosta, jotka pyörivät toistensa ympäri , mikä vahvistaa selvästi ilmiön, josta aiemmin voitiin tehdä johtopäätöksiä vain epäsuorien havaintojen perusteella. Löytö tehtiin kvasaarin OJ287 ytimessä, joka sijaitsee noin 5 miljardin valovuoden päässä Maasta .
Tutkimus, joka tehtiin Maurin Valtonenin, Turun yliopiston (Suomi) astronomin, johdolla yhteistyössä kansainvälisen konsortion kanssa, on julkaistu The Astrophysical Journal -lehdessä. Tutkijat korostivat, että tämä läpimurto oli mahdollinen yhdistämällä maassa ja avaruudessa radio-teleskooppien verkoston avulla tehdyt havainnot.
Kuinka kuva saatiin ja miksi se on ajankohtainen
Astronomien ryhmä käytti radiovisualisointitekniikkaa yhdistämällä maassa sijaitsevien teleskooppien ja suomalaisen satelliitin, jonka radioteleskooppi ulottui aikoinaan puoleen kuuhun, tiedot. Teleskooppi tarjosi ennennäkemättömän tarkkuuden, jonka ansiosta he pystyivät erottamaan kaksi erillistä lähdettä kvasaarien tyypillisen voimakkaan loiston taustalla.
”Kuvassa mustat aukot tunnistetaan niiden lähettämien voimakkaiden hiukkassuihkujen perusteella. Mustat aukot itsessään pysyvät täysin pimeinä, mutta ne voidaan havaita näiden suihkujen tai niiden ympärillä olevan hehkuvan kaasun perusteella”, selitti Maurti Valtonen .
Kvasaarin OJ287, joka tunnetaan poikkeuksellisesta kirkkaudestaan, on jo herättänyt hämmennystä tähtitieteen piirissä, koska se osoittaa ”tunnistettavan kuvion kirkkauden muutoksista 12 vuoden välein”, Valtonen lisäsi. Yli neljän vuosikymmenen ajan sadat astronomit ovat seuranneet tarkasti näitä jaksottaisia muutoksia epäillen, että syynä on kahden mustan aukon läsnäolo, jotka kiertävät toisiaan.
OJ287:n historia ja tie vahvistukseen
Ensimmäiset kuvat alueesta, joka nykyään yhdistetään OJ287:ään, ovat peräisin 1800-luvun lopulta, kauan ennen kuin mustien aukkojen olemassaolo tuli yleisesti hyväksytyksi hypoteesiksi. Turun yliopiston tutkijat alkoivat tutkia tätä kohdetta aktiivisesti 1980-luvulla, kun tutkija Aimo Sillanpää havaitsi säännöllisiä kirkkauden muutoksia ja esitti teorian mustien aukkojen pareista.
Viimeaikaiset tutkimukset ovat auttaneet tarkentamaan ennustettua kiertorataa ja arvioimaan sen ominaisuuksia, mutta visuaalista vahvistusta ei ole vielä saatu. NASA:n TESS-satelliitti on havainnut valosäteilyä molemmista kohteista, mutta vain yhden pisteen muodossa, mikä ei riitä niiden erottamiseen.
Keskeinen kuva saatiin havainnoissa, jotka tehtiin vielä satelliitin ollessa toiminnassa. Monitieteelliseen työhön osallistui tutkijoita ympäri Eurooppaa ja Aasiaa. ”Satelliitti paransi kuvan tarkkuutta huomattavasti. Emme olisi pystyneet saavuttamaan tällaista tarkkuutta käyttämällä vain maassa olevia teleskooppeja”, sanoi Valtonen .
Mitä kuvassa tarkalleen ottaen näkyy?
9. lokakuuta julkaistun tutkimuksen mukaan kuvassa näkyy kaksi erillistä suihkua: pitkä, vakaa suihku, joka lähtee pääasiallisesta supermassiivisesta mustasta aukosta , ja pienempi, mutta hyvin näkyvä suihku, joka osoittaa epätavallista kiertoliikettä. Päämustan aukon massa on noin 18 miljardia auringon massaa, kun taas kevyempi toissijainen suihku liikkuu nopeasti kiertoradallaan, minkä vuoksi sen hiukkassuihku saa tekijöiden mukaan ”mutkikkaan letkun” muodon.
Tämän ilmiön animaatio on kuvattu ”heiluvaksi hännäksi”, ja tutkijat odottavat, että suihkun suunta muuttuu lähivuosina kohteen edetessä. ”Toissijaisesta mustasta aukosta lähtevä virtaus on kaareva, koska se liikkuu nopeasti ensisijaisen mustan aukon ympäri”, Valtonen selitti Turun yliopiston verkkosivustolle.
Ennen tätä löytöä mustien aukkojen parien olemassaolo perustui pääasiassa massiivisten kohteiden fuusioituessa syntyvien gravitaatioaaltojen rekisteröintiin. Tällä kertaa astronomit onnistuivat saamaan suoraa visuaalista näyttöä, mikä avasi uusia mahdollisuuksia tällaisten järjestelmien tutkimiseen.
Ryhmä kuitenkin täsmensi, että joitakin yksityiskohtia on vielä analysoitava. ”On edelleen mahdollista, että kaksi havaittua suihkua voivat kuulua samaan mustaan aukkoon, kun otetaan huomioon kuvien päällekkäisyys. Vain tulevat havainnot, joiden resoluutio vastaa satelliitin tarjoamaa, voivat antaa lopullisen vastauksen tähän kysymykseen”, kirjoittajat totesivat tieteellisessä artikkelissa.
Sillä välin kuva kahdesta toisiaan kiertävästä mustasta aukosta merkitsee tärkeää virstanpylvästä, joka yhdistää astrofysiikan historian sen nykyhetkeen: ”Neljän vuosikymmenen ajan olemme miettineet, onko mahdollista havaita niitä samanaikaisesti. Lopulta saimme todisteen”, sanoi Valtonen .
Tähän asti teleskoopit ovat onnistuneet ottamaan kuvia vain yksittäisistä mustista aukoista galaksien keskuksissa, kuten Linnunradalla ja Messier 87:ssä. Tämä uusi kuva kaksoisjärjestelmästä vahvistaa vuosikymmenten havainnot ja teoriat, jotka on mallinnettu OJ287-kvasaarin lähettämän muuttuvan valon perusteella.
”OJ287:n erityispiirre on, että sen voivat havaita jopa harrastajat, jotka käyttävät yksityisiä teleskooppeja”, kertoi Valtonen Turun yliopiston verkkosivustolle. Tieteelliselle yhteisölle tämä havainto oli kauan odotettu vahvistus: ”Tämä kuva vastaa neljänkymmenen vuoden vanhaan kysymykseen: onko mustien aukkojen pareja olemassa”, korosti tutkijaryhmä.
