Lehdistötiedote

Mahtavin mustan aukon purkaus havaittu

Uudet ESO-havainnot paljastivat voimakkaimman koskaan havaitun kvasaarin ulosvirtauksen

28. marraskuuta 2012

ESO:n VLT-teleskooppia käyttäneet tähtitieteilijät ovat havainneet energeettisimmän koskaan havaitun ulosvirtauksen kvasaarista. Virtaus on vähintään viisi kertaa voimakkaampi kuin mikään tähän mennessä havaittu. Kvasaarit ovat erittäin kirkkaita galaksien keskustoja, joiden käyttövoimana on supermassiivinen musta aukko. Monet syöksevät valtavia määriä materiaa emogalakseihinsa ja nämä ulosvirtaukset ovat pääroolissa galaksien evoluutiossa. Tähän mennessä havaitut kvasaarien ulosvirtaukset eivät kuitenkaan ole olleet yhtä tehokkaita kuin teoreetikkojen ennustuksissa.

Kvasaarit ovat kaukaisten galaksien voimakkaan kirkkaita keskustoja, joiden energia on lähtöisin valtavista mustista aukoista. Käyttäen ESO:n Chilessä sijaitsevan Paranalin observatorion VLT-telesoopin X-shooter -havaintolaitetta tämä uusi tutkimus on seurannut hyvin yksityiskohtaisesti yhtä tällaista energeettistä kohdetta, joka tunnetaan nimellä SDSS J1106+1939 [1]. Vaikka mustien aukkojen huomioidaan erityisesti vetävän materiaa puoleensa, useimmat kvasaarit myös kiihdyttävät osaa materiasta ympärillään ja sinkoavat sen ulos järjestelmästä suurella nopeudella.

"Olemme havainneet tähän mennessä energeettisimmän kvasaarin ulosvirtauksen. Tämän, kvasaarista SDSS J1106+1939 suurella nopeudella ulos virtaavan valtavan materiamassan kuljettama energia vastaa vähintään kahta miljoonaa miljoonaa Auringon energiantuotantoa. Tämä on noin 100 kertaa suurempi kuin koko Linnunradan energiantuotanto - se on todellinen ulosvirtaushirviö," sanoo tutkimusryhmän johtaja, Nahum Arav (Virginia Tech, USA). "Tämä on ensimmäinen kerta, kun kvasaarin ulosvirtauksessa on mitattu teorian ennustamia hyvin suuria energioita."

Useat teoreettiset simulaatiot antavat ymmärtää, että näiden ulosvirtausten vaikutus niitä ympäröiviin galakseihin saattaa ratkaista monia nykykosmologian arvoituksia; mukaanlukien kuinka galaksin massa liittyy sen keskustan mustan aukon massaan ja miksi maailmankaikkeudessa on niin harvoja suuria galakseja. Kykenevätkö kvasaarit tuottamaan riittävän voimakkaita ulosvirtauksia näiden ilmiöiden aikaansaamiseksi, vaiko eivät, on ollut epäselvää tähän asti [2].

Äskettäin havaittu ulosvirtaus sijaitsee noin tuhannen valovuoden etäisyydellä supermassiivisesta mustasta aukosta kvasaarin SDSS J1106+1939 ytimessä. Tämä ulosvirtaus on vähintään viisi kertaa voimakkaampi kuin aikaisempi ennätyksenhaltija [3]. Tutkimusryhmän analyysi osoittaa, että noin 400 Auringon massaa virtaa vuodessa ulos tästä kvasaarista, nopeudella 8000 kilometriä sekunnissa.

"Emme olisi voineet saada tämän havainnon vaatimaa korkealuokkaista havaintoaineistoa ilman VLT-teleskoopin X-shooter -spektrograafia," sanoo Benoit Bourget (Virginia Tech, USA), uuden tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja. "Saatoimme ensimmäistä kertaa tutkia kvasaarin ympäristöä erittäin yksityiskohtaisesti."

Kvasaarin SDSS J1106+1939 lisäksi tutkimusryhmä teki myös havaintoja toisesta kvasaarista ja huomasi, että kummallakin kohteella on voimakas ulosvirtaus. Koska nämä ovat tyypillisiä esimerkkejä yleisestä, mutta aiemmin vähän tutkitusta kvasaariluokasta [4], tulosten pitäisi olla yleisesti sovellettavissa maailmankaikkeuden kirkkaisiin kvasaareihin. Bourget ja kollegat tutkivat par'aikaa tusinaa vastaavaa kvasaaria lisää selvittääkseen onko asia näin.

"Olen etsinyt jotakin tällaista vuosikymmenen," kertoo Nahum Arav, "joten on jännittävää lopultakin löytää yksi ennustetuista hirviövirtauksista!"

Lisähuomiot

[1] Tutkimusryhmä havaitsi kvasaareita SDSS J1106+1939 ja J1512+1119 huhtikuussa 2011 ja maaliskuussa 2012 käyttäen ESO:n VLT-teleskoopin X-shooter -spektrograafia. Hajottamalla valon värikomponentteihinsa ja tutkimalla näin aikaansaatua spektriä yksityiskohtaisesti tähtitieteilijät voivat päätellä kvasaarin lähellä olevan materian nopeuksia ja muita ominaisuuksia.

[2] Kvasaarissa SDSS J1106+1939 havaittu voimakas ulosvirtaus kuljettaa riittävästi kineettistä energiaa toimiakseen merkittävässä roolissa aktiivisten galaksien takaisinkytkentäprosesseissa, jotka tyypillisesti vaativat noin 5% kvasaarin kirkkautta vastaavaa mekaanista tehonsyöttöä. Vauhtia, jolla kineettinen energia siirtyy ulosvirtauksessa, kutsutaan sen kineettiseksi luminositeetiksi.

[3] Kvasaarin SDSS J1106+1939 ulosvirtauksen kineettinen luminositeetti on vähintään 1046 ergiä sekunnissa. Ulosvirtausten etäisyydet keskustan kvasaarista (300–8000 valovuotta) olivat odotettua suuremmat, mikä antaa ymmärtää, että havaitsemme ulosvirtauksia kaukana alueesta, jossa oletamme niiden kiihdytyksen alunperin tapahtuvan (0.03–0.4 valovuotta).

[4] Leveiden absorptioviivojen (Broad Absorption Line, BAL) kvasaariluokka.

Lisätietoa

Tämän tutkimuksen tulokset esitettiin tutkimusjulkaisussa “Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows”, joka ilmestyy julkaisusarjassa The Astrophysical Journal.

Tutkimusryhmään kuuluvat B. C. J. Borguet (Virginia Tech, USA), N. Arav (Virginia Tech, USA), D. Edmonds (Virginia Tech, USA), C. Chamberlain (Virginia Tech, USA), C. Benn (Isaac Newton Group of Telescopes, Espanja).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Nahum Arav
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
Puh.: +1 540 231 8736
Sähköposti: arav@vt.edu

Benoît Borguet
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
Sähköposti: b.borguet@alumni.ulg.ac.be

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media