Euroopan tiedeneuvosto on myöntänyt 14 miljoonan euron Synergy Grant -rahoituksen hollantilaisten ja brittiläisten tähtitieteilijöiden johtamalle tutkimusryhmälle värielokuvien tekemiseen mustista aukoista. Turun yliopiston tutkijat ovat mukana kansainvälisessä yhteistyössä.
Kansainvälinen tutkimusryhmä rakentaa ERC Synergy Grant -rahoituksen avulla ensimmäisen afrikkalaisen millimetriaaltoalueen radioteleskoopin Namibiaan. Teleskooppi tulee osaksi maailmanlaajuista Event Horizon Telescope -verkostoa, joka on aiemmin mahdollistanut ensimmäisen kuvan ottamisen mustasta aukosta. Tutkimusrahoituksen avulla verkoston toimintaa on mahdollista kehittää niin, että mustista aukoista päästään tekemään värielokuvia, mikä auttaa ymmärtämään paremmin niiden roolia maailmankaikkeudessa.
Synergy Grant on yksi Horisontti Eurooppa 2020 -ohjelman suurimmista ja arvostetuimmista rahoituksista. Rahoitusmuodolla tuetaan 2–4 tutkijan tai tutkimusryhmän muodostamia tiimejä, jotka työskentelevät yhdessä kunnianhimoisen tutkimusaiheen ratkaisemiseksi.
Turun yliopistosta hankkeessa mukana ovat akatemiatutkijat Talvikki Hovatta ja Elina Lindfors Suomen ESO-keskuksesta.
– Olemme todella innoissamme tästä mahdollisuudesta tehdä yhteistyötä ja hyödyntää osaamistamme erittäin tarkoista gamma- ja radiohavainnoista tässä projektissa, kertoo Lindfors.
Tutkijat tuottavat mustista aukoista ensimmäistä kertaa korkearesoluutioisia monivärisiä elokuvia
Mustat aukot ovat maailmankaikkeuden tehokkaimpia voimalaitoksia, jotka muuttavat putoavan kaasun energiaksi ja ulosvirtaukseksi, jotka yhdessä painovoiman kanssa auttavat muokkaamaan galakseja, tähtiä ja planeettoja. Kansainvälinen tutkijaryhmä tutkii mustia aukkoja yhdistämällä radiokuvantamista koko sähkömagneettisen spektrin seurantaan, astrohiukkasfysiikkaan ja teoreettiseen mallinnukseen.
– Tavoitteenamme on ymmärtää, mitä tapahtuu lähellä mustan aukon tapahtumahorisonttia, mutta myös miten mustat aukot vaikuttavat ympäristöönsä suuressa mittakaavassa, sanoo Amsterdamin yliopiston tutkija Sera Markoff, joka on yksi tutkimushankkeen päätutkijoista.
Mustien aukkojen astrofysiikan ja niiden ympäristöönsä kohdistavan vaikutuksen ymmärtämisen haasteena ovat mustien aukkojen mittakaavaan liittyvät erot. Tutkimusryhmä ottaa käyttöön uuden lähestymistavan, jonka avulla on mahdollista käsitellä samanaikaisesti sekä suurten että pienten mustien aukkojen dynamiikkaa väreissä, eli koko sähkömagneettisessa spektrissä.
– Tuotamme mustista aukoista ensimmäistä kertaa korkearesoluutioisia monivärisiä elokuvia. Tämän mahdollistamiseksi Event Horizon Telescope yhdistetään muihin uusiin teleskooppeihin, jotka tutkivat mustien aukkojen sähkömagneettisen spektrin vaihtelevia ääripäitä. Analysoimme ja tulkitsemme aineistoa innovatiivisilla malleilla, joissa yhdistyvät mikro- ja makrofysiikka. Tavoitteenamme on luoda uusi paradigma mustien aukkojen tutkimiselle, toteaa Oxfordin yliopiston tutkija Rob Fender, joka on yksi tutkimushankkeen päätutkijoista.
Afrikan ensimmäinen millimetriaaltoalueen teleskooppi täydentää tutkimusverkostoa
Synergy Grant -rahoituksen avulla Namibiaan rakennettava Africa Millimetre Telescope (AMT) -teleskoopista tulee Afrikan ensimmäinen millimetriaaltoalueen teleskooppi. Gamsberg-vuorelle tai sen lähistölle rakennettavan teleskoopin sijainti on ainutlaatuinen, sillä se mahdollistaa hyvin tieteellisten havaintojen tekemisen. Teleskooppi liittyy osaksi Event Horizon Telescope (EHT) -verkostoa, joka julkaisi ensimmäiset kuvat kahdesta supermassiivisesta mustasta aukosta vuosina 2019 ja 2022.
– Meillä oli johtava rooli ensimmäisen kuvan tekemisessä mustasta aukosta. Sen jälkeen Event Horizon Telescope -verkosto on laajentunut, mutta Afrikka on harmillisesti puuttunut tästä maailmanlaajuisesta verkostosta. Nyt voimme korjata tämän puutteen ja herättää mustien aukkojen kuvat eloon värillisinä, sanoo Radboudin yliopiston tutkija Heino Falcke, joka on yksi tutkimushankkeen päätutkijoista.
Gamsberg-vuori Namibiassa. Kuva: Barbara Kerkhof
Eteläiselle pallonpuoliskolle sijoittuvasta AMT-teleskoopista tulee olemaan erityisen hyvä näkymä Linnunradan keskustassa olevaan mustaan aukkoon. Teleskooppi on ratkaiseva lisä Euroopassa, Etelä- ja Latinalaisessa Amerikassa sekä etelänavalla jo sijaitseville teleskoopeille. Teleskooppien rakentamista ja käyttöä tukee myös Radboudin yliopiston myöntämä 12 miljoonan euron rahoitus, joka jatkuu yli 10 vuoden ajan.
Turun yliopisto on yhdessä Namibian yliopiston kanssa tutkimushankkeen yhteistyökumppani. Turun yliopiston tutkijat hyödyntävät AMT-teleskooppia saadakseen havaintoja supermassiivisista mustista aukoista erityisesti gammasäteitä ja mahdollisesti neutriinoja tuottavien kirkkaiden purkausten aikana, mikä mahdollistaa ainutlaatuisen uuden lähestymistavan
– Nämä havainnot auttavat meitä yhdistämään eri aallonpituuksilla tapahtuvat kosmiset välähdykset toisiinsa, mikä tarjoaa uuden ikkunan maailmankaikkeuden ohimeneviin ilmiöihin, sanoo Talvikki Hovatta.
Namibian yliopiston tutkijat tukevat AMT-teleskoopin rakentamista, toimintaa ja sillä tehtävää tutkimusta. Osana tutkimushanketta myös kehitetään taitoja ja tietämystä tieteen ja tekniikan alalla Namibiassa. Tutkimusrahoituksen turvin tuetaan esimerkiksi useita Namibian yliopiston maisterivaiheen opiskelijoita ja väitöskirjatutkijoita.
– Namibian yliopisto on Turun yliopiston kumppaniyliopisto ja yhteistyötä on viritelty jo aiemmin myös tähtitieteen koulutuksen alalla. Tämän projektin avulla pystymme tiivistämään tätä yhteistyötä entisestään, sanoo Lindfors.
Uutisen pääkuva: Ensimmäinen kuva Sagittarius A*:sta, joka on supermassiivinen musta aukko galaksimme keskellä. Kuva: EHT Collaboration
Lisätietoja
Elina Lindfors, p.040-7353836, elilin@utu.fi
