Tutkimuksessa onnistuttiin ensimmäistä kertaa havaitsemaan mustaa aukkoa ympäröivä magneettikenttä. Uusi kuva Messier 87 -galaksin keskuksessa sijaitsevan supermassiivisen mustan aukon magneettikentästä avaa tutkijoille uusia näkökulmia maailmankaikkeuden rakenteeseen.
Vuonna 2019 julkaistiin historiallinen kuva mustasta aukosta, joka oli tehty Event Horizon Telescope (EHT) -järjestelmällä. EHT koostuu lukuisista radioteleskoopeista, ja niiden joukkoon lukeutuu myös Euroopan eteläisen observatorion suuri teleskooppi ALMA.
Nyt kaksi vuotta myöhemmin samoja teleskooppeja käyttäviltä tutkijoilta on ilmestynyt uusi tutkimus, jossa on hyödynnetty polarisoitunutta valoa. Kuvannos kertoo, missä olosuhteissa mustasta aukosta pakeneva valo on syntynyt, sekä mitä valonlähteen ja Maan välissä on.
ALMA-teleskoopin havaintoihin perustuvan tutkimuksen vastuullisena tutkijana toimi hollantilaisen Radboud yliopiston ja Leidenin observatorion tutkija Ciriaco Goddi. Laajassa kansainvälisessä tutkijaryhmässä on ollut mukana Suomesta Mauri Valtonen Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitokselta ja Suomen ESO-keskuksesta sekä Tuomas Savolainen Aalto-yliopistosta.
– Uusi tulkinta tämän kuvan perusteella on, että valo syntyy erittäin voimakkaassa magneettikentässä, ja tämä kenttä on hyvin järjestäytynyt. Magneettikentällä on mittava vaikutus ympäröivään avaruuteen. Kun musta aukko pyrkii ahnehtimaan mahdollisimman paljon kaasua kitaansa, magneettikenttä panee vastaan. Uusi kuva mustasta aukosta kertoo, että musta aukko on ahnehtimassa liikaa, ja kaasua loiskuu ympäristöön. Jopa enin osa siitä näyttää pääsevän karkuun suihkumaisen ulosvirtauksen muodossa, Mauri Valtonen kertoo.
Tilanne on Valtosen mukaan sama kuin maahan kohdistuvassa aurinkotuulessa. Se ei pääse puhaltamaan suoraan maanpinnalle maan magneettikentän vastustuksesta johtuen, vaan tuuli päätyy napa-alueille, missä se tulee näkyviin revontulina.
Messier 87 -galaksin keskellä oleva supermassiivinen musta aukko polarisoidussa valossa. Viivat osoittavat polarisaation suunnan, joka määräytyy mustan aukon magneettikentän suunnasta. Kuva: EHT Collaboration
– Musta aukko on kuvan pimeä keskus. Valo, joka siis mitataan radioaaltotaajuuksilla, tulee ympäröivästä kaasusta. Mustan aukon vaikutuksesta kuva kaasusta on vääntynyt havaittuun leveän hymyn muotoon, Valtonen sanoo.
Valtosen mukaan yllättävintä tutkimuksessa oli tämän hymyn eli magneettikentän epävakaus.
– Polarisaatiosuodattimen läpi katsottuna siinä näkyy suuria muutoksia jopa sen viikon aikana, jolloin havainnot tehtiin. Verrattuna aikaisempien vuosien mittauksiin muutokset olivat vielä suurempia.
Aiheesta on julkaistu kolme eri tieteellistä artikkelia The Astrophysical Journal Letters -julkaisussa:
- Polarimetric Properties of Event Horizon Telescope Targets from ALMA
- First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring
- First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon
Tiedotetta muokattu 26.3. klo 13.05: Lisätty tieto kolmannesta, ALMA-teleskoopin aineistoihin pohjautuvasta tutkimusartikkelista.
