Lehdistötiedote

Mustan aukon riekaleiksi repimä

VLT seuraa reaaliajassa kaasupilven tekemää Linnunradan keskustassa olevan hirviön lähiohitusta

17. heinäkuuta 2013

ESO:n VLT-teleskoopin tekemät uudet havainnot näyttävät ensimmäistä kertaa galaksin keskustassa olevan supermassiivisen mustan aukon riekaleiksi repimän kaasupilven. Pilvi on nyt niin venynyt, että sen etuosa on kulkenut lähimmän ohitusetäisyyden kautta ja matkaa pois mustasta aukosta yli 10 miljoonaa km/h samalla kun sen pyrstö on yhä matkalla sitä kohti.

Vuonna 2011 ESO:n VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) havaitsi useita kertoja Maata massiivisemman kaasupilven kiihdyttävän vauhtiaan kohti Linnunradan keskustassa olevaa mustaa aukkoa (eso1151) [1]. Tämä pilvi on nyt tekemässä lähiohitustaan ja uudet VLT-havainnot osoittavat, että mustan aukon äärimmäinen painovoimakenttä on voimakkaasti venyttänyt sitä.

"Pilven etuosassa oleva kaasu on nyt venynyt yli 160 miljoonaa kilometriä ohittaen lähimmän pisteen radallaan mustan aukon ympäri. Lähin etäisyys on vain hieman yli 25 miljardia kilometriä itse mustasta aukosta, joten pilvi hädintuskin välttää putoamasta suoraan sisään," selittää Stefan Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa), joka johti havaintoja tehnyttä ryhmää [2]. "Pilvi on niin venynyt, että lähiohitus ei ole yksittäinen tapahtuma vaan tapahtumasarja, joka ulottuu vähintään yhden vuoden ajanjaksolle."

Kaasupilven venyessä sen valoa on vaikeampi nähdä. Tutkimalla kuitenkin aluetta lähellä mustaa aukkoa yli 20 tunnin yhteenlasketulla valotusajalla, käyttäen VLT:n SINFONI-havaintolaitetta — mikä on pisin valotus, joka on tästä alueesta koskaan tehty yhtenäiskenttäspektrometrillä [3] — tutkimusryhmä pystyi mittaamaan pilven eri osien nopeudet sen kiitäessä keskustan mustan aukon ohi [4].

"Kaikkein jännittävin uusissa havainnoissa näkemämme asia on se, että pilven etuosa on tulossa radallaan takaisin meitä kohti yli 10 miljoonaa km/h, joka on noin 1% valon nopeudesta," lisää Reinhard Genzel, tätä aluetta lähes 20 vuoden ajan tutkineen tutkimusryhmän johtaja. "Tämä tarkoittaa sitä, että pilven etuosa on jo tehnyt mustan aukon lähiohituksensa."

Kaasupilven alkuperä säilyy arvoituksena, vaikka ideoista ei ole pulaa [5]. Uudet havainnot rajaavat mahdollisuuksia.

"Aivan kuten tieteiselokuvan epäonninen astronautti, me näemme, että pilvi venyy niin paljon, että se muistuttaa spagettia. Tämä tarkoittaa, että siinä ei todennäköisesti ole sisällä tähteä," päättää Gillessen. "Tällä hetkellä ajattelemme, että kaasu todennäköisesti tuli tähdistä, joiden näemme kiertävän mustaa aukkoa."

Tämän, galaksin keskustan ainutkertaisen tapahtuman huipentuma on nyt tulossa näkyviin ja maailman tähtitieteilijät seuraavat sitä tiiviisti. Tämä kiihkeä havainto-kampanja tarjoaa runsaasti havaintoaineistoa, joka ei vain paljasta lisää kaasupilvestä [6] vaan luotaa myös mustan aukon lähellä olevia alueita, joita ei ole ennen tutkittu, ja supervoimakkaan painovoiman vaikutuksia.

Lisähuomiot

[1] Linnunradan keskustassa olevan mustan aukon on arvioitu painavan noin neljä miljoonaa Auringon massaa. Se tunnetaan virallisesti nimellä Sgr A* (eli Sagittarius A asteriski). Se on lähin tähän mennessä tunnettu supermassiivinen musta aukko ja siten se on paras paikka tutkia mustia aukkoja yksityiskohtaisesti. Galaksimme keskustassa olevan supermassiivisen mustan aukon ja sen ympäristön tutkimus on listattu numero ykköseksi ESO:n kymmenen tähtitieteellisen huippuhavainnon listalla.

[2] Lähin etäisyys radalla on noin viisi kertaa Neptunuksen etäisyys Auringosta. Tämä on epämiellyttävän lähellä kun kyseessä on neljä miljoonaa kertaa Aurinkoa massiivisempi musta aukko.

[3] Yhtenäiskenttäspektrometrissa kuhunkin pikseliin taltioitu valo jaetaan erikseen komponenttiväreihinsä ja siten spektrit taltioidaan kullekin pikselille. Spektrit voidaan sitten analysoida itsenäisesti ja niitä voidaan käyttää esimerkiksi muodostamaan karttoja kohteen joka osan nopeuksista ja kemiallisista ominaisuuksista.

[4] Tutkimusryhmä toivoo myös näkevänsä todisteita siitä kuinka nopeasti liikkuva pilvi vuorovaikuttaa mustan aukon ympärillä mahdollisesti olevan kaasun kanssa. Tähän mennessä mitään ei ole havaittu, mutta uusia havaintoja on suunniteltu tehtäväksi näiden vaikutusten havaitsemiseksi.

[5] Tähtitieteilijät ajattelevat, että kaasupilven ovat saattaneet muodostaa mustaa aukkoa kiertävien tähtien tähtituulet tai mahdollisesti se saattaa jopa olla galaksin keskustasta tulevan suihkuvirtauksen aiheuttama. Toinen vaihtoehto on, että pilven keskellä on tähti. Tässä tapauksessa kaasu tulisi joko tähden tähtituulesta tai tähteä ympäröivästä, planeettoja muodostavasta kaasu- ja tomukiekosta.

[6] Näiden, galaksin keskustan tapahtumien tullessa näkyviin, tähtitieteilijät odottavat näkevänsä, että pilven kehitys muuttuu puhtaasti painovoima- ja vuorovesivoimien hallitsemasta monimutkaisiksi, myrskyisiksi hydrodynamiikan vuorovaikutuksiksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center", jonka kirjoittivat S. Gillessen et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal.

Tutkimusryhmään kuuluvat S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa [MPE]), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, München, Saksa [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) ja A. Burkert (USM; MPE).

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
• MPE:n WWW-sivu Linnunradan keskustasta

Yhteystiedot

Stefan Gillessen
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 30000 3839
Sähköposti: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 30000 3281
Sähköposti: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
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