Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät ovat nähneet mustan aukon heräävän henkiin reaaliajassa

18. kesäkuuta 2024, Turku

Vuoden 2019 lopulla aiemmin merkityksetön galaksi SDSS1335+0728 alkoi yhtäkkiä loistaa kirkkaammin kuin koskaan aiemmin. Ymmärtääkseen ilmiötä tähtitieteilijät ovat hyödyntäneet useiden avaruus- ja maapäällisten observatorioiden, kuten Euroopan eteläisen observatorion VLT-teleskoopin, tietoja tutkiakseen miten galaksin kirkkaus on vaihdellut. Tänään julkaistussa tutkimuksessa he toteavat, että he ovat todistamassa sellaisia muutoksia, joita galaksissa ei ole koskaan aiemmin nähty. Nämä ovat todennäköisesti seurausta galaksin ytimessä olevan massiivisen mustan aukon äkillisestä heräämisestä.

"Kuvittele, että olet havainnut kaukaista galaksia vuosien ajan, ja se on aina vaikuttanut rauhalliselta ja passiiviselta", sanoi Paula Sánchez Sáez, ESO:n tähtitieteilijä Saksassa ja Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistavaksi hyväksytyn tutkimuksen pääkirjoittaja. "Yhtäkkiä sen [ytimessä] alkaa näkyä dramaattisia epätyypillisiä kirkkauden muutoksia, joita emme ole aiemmin nähneet". SDSS1335+0728:lle tapahtui juuri näin. Sen jälkeen, kun se kirkastui dramaattisesti joulukuussa 2019, kohde on nyt luokiteltu "aktiiviseksi galaksiytimeksi" (AGN). AGN on kirkas kompakti alue, jonka voimanlähteenä on massiivinen musta aukko [1].

Jotkin ilmiöt, kuten supernovaräjähdykset tai TDEt (tidal disruption events), jossa tähti joutuu liian lähelle mustaa aukkoa ja repeytyy hajalle, voivat saada galaksit yhtäkkiä kirkastumaan. Nämä kirkkauden vaihtelut kestävät kuitenkin tyypillisesti vain muutamia kymmeniä tai korkeintaan muutamia satoja päiviä. SDSS1335+0728 kirkastuu edelleen yli neljä vuotta sen jälkeen, kun sen havaittiin ensimmäisen kerran "syttyvän". Lisäksi tässä 300 miljoonan valovuoden päässä Neitsyen tähdistössä sijaitsevassa galaksissa havaitut kirkkauden vaihtelut ovat täysin erilaisia kuin aiemmin havaitut, mikä viittaa tähtitieteilijöiden mielestä erilaiseen selitykseen.

Tutkimusryhmä yritti saada kirkkauden vaihteluille selvyyttä yhdistämällä useiden eri laitteiden arkistodataa ja uusia havaintoja, kuten dataa ESO:n VLT:n X-shooter-instrumentista, joka sijaitsee Chilen Atacaman autiomaassa [2]. Verrattaessa ennen ja jälkeen joulukuun 2019 otettuja tietoja he havaitsivat, että SDSS1335+0728 lähettää nyt paljon enemmän valoa ultravioletti-, optisella ja infrapuna-aallonpituudella. Galaksi alkoi myös lähettää röntgensäteilyä helmikuussa 2024. "Tämä käyttäytyminen on ennennäkemätöntä", sanoi Sánchez Sáez, joka kuuluu myös Chilessä sijaitsevaan Millennium Institute of Astrophysics (MAS) -instituuttiin.

"Selkein tapa tämän ilmiön selittämiseksi on se, että näemme parhaillaan, miten galaksin [ydin] alkaa (...) aktivoitumaan", sanoi yksi tutkimuksen kirjoittajista Lorena Hernández García MAS:sta ja Valparaíson yliopistosta Chilessä. "Jos näin on, niin tämä olisi ensimmäinen kerta, kun näemme massiivisen mustan aukon aktivoituvan reaaliajassa".

Useimpien galaksien, kuten myös Linnunradan, keskellä on massiivinen musta aukko, joiden massa on yli satatuhatta kertaa Aurinkoamme suurempi. "Nämä jättimäiset hirviöt yleensä nukkuvat eivätkä ole suoraan näkyvissä", kertoi yksi tutkimuksen tekijöistä Claudio Ricci Diego Portalesin yliopistosta, joka sijaitsee myös Chilessä. "SDSS1335+0728:n tapauksessa pystyimme havaitsemaan massiivisen mustan aukon heräämisen, [joka] alkoi yhtäkkiä herkutella ympäristöstään saatavilla olevalla kaasulla ja muuttui hyvin kirkkaaksi".

"[Tätä] prosessia (...) ei ole koskaan aiemmin havaittu", Hernández García sanoi. Aikaisemmissa tutkimuksissa on raportoitu epäaktiivisten galaksien muuttuvan aktiivisiksi useiden vuosien kuluessa, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun itse prosessi, eli mustan aukon herääminen, on havaittu reaaliajassa. Ricci, joka kuuluu myös Pekingin yliopiston Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics -instituuttiin Kiinassa, lisäsi: "Tämä voisi tapahtua myös omalle Sgr A*:lle, siis galaksimme keskellä sijaitsevalle massiiviselle mustalle aukolle", mutta on epäselvää, kuinka todennäköistä tämä on.

Vaihtoehtoisten selitysten poissulkemiseksi tarvitaan vielä seurantahavaintoja.  On mahdollista on, että kyseessä on epätavallisen hidas TDE-ilmiö tai jopa aivan uusi ilmiö. Jos kyseessä on TDE, niin tämä olisi pisin ja heikoin koskaan havaittu tällainen tapahtuma. "Riippumatta siitä, millaista vaihtelu on, [tämä galaksi] antaa arvokasta tietoa siitä, miten mustat aukot kasvavat ja kehittyvät", Sánchez Sáez sanoi. "Oletamme, että [VLT:n MUSE:n tai tulevan ELT:n (Extremely Large Telescope) vastaavat laiteet] uudet instrumentit ovat avainasemassa [galaksin kirkastumisen syiden] ymmärtämisessä".

Lisähuomiot

[1] SDSS1335+0728 -galaksin epätavalliset kirkkausvaihtelut havaittiin Yhdysvalloissa sijaitsevalla Zwicky Transient Facility (ZTF) -teleskoopilla. Tämän jälkeen Chilen johtama Automatic Learning for the Rapid Classification of Events (ALeRCE) -ohjelma luokitteli SDSS1335+0728:n aktiiviseksi galaksiytimeksi.

[2] Tutkimusryhmä kokosi arkistodataa useista eri lähteistä: NASAn Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), Galaxy Evolution Explorer (GALEX), Two Micron All Sky Survey (2MASS), Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sekä IKI:n ja DLR:n Spektr-RG-avaruusobservatorion eROSITA-instrumentista. Seurantahavaintoja tehtiin ESO:n VLT:n lisäksi Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) -teleskoopilla, W. M. Keckin observatoriolla sekä NASA:n Neil Gehrels Swift -teleskoopilla ja Chandra X-ray -teleskoopilla.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa : “SDSS1335+0728: The awakening of a ∼ 106M⊙ black hole”, joka julkaistaan Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet seuraavat tahot: P. Sánchez-Sáez (European Southern Observatory, Garching, Saksa [ESO] ja Millenium Institute of Astrophysics, Chile [MAS]), L. Hernández-García (MAS ja Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chile [IFA-UV]), S. Bernal (IFA-UV ja Millennium Nucleus on Transversal Research and Technology to Explore Supermassive Black Holes, Chile [TITANS]), A. Bayo (ESO), G. Calistro Rivera (ESO), F. E. Bauer (Instituto de Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Centro de Astroingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; MAS; ja Space Science Institute, Yhdysvallat), C. Ricci (Instituto de Estudios Astrofísicos, Universidad Diego Portales, Chile [UDP] ja Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Kiina), A. Merloni (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Saksa [MPE]), M. J. Graham (California Institute of Technology, Yhdysvallat), R. Cartier (Gemini Observatory, NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Chile, ja UDP), P. Arévalo (IFA-UV ja TITANS), R.J. Assel (UDP), A. Concas (ESO ja INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), D. Homan (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Saksa [AIP]), M. Krumpe (AIP), P. Lira (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile [UChile], ja TITANS), A. Malyali (MPE), M. L. Martínez-Aldama (Astronomy Department, Universidad de Concepción, Chile), A. M. Muñoz Arancibia (MAS ja Center for Mathematical Modeling, University of Chile, Chile [CMM-UChile]), A. Rau (MPE), G. Bruni (INAF - Institute for Space Astrophysics and Planetology, Italia), F. Förster (Data and Artificial Intelligence Initiative, University of Chile, Chile; MAS; CMM-UChile; ja UChile), M. Pavez-Herrera (MAS), D. Tubín-Arenas (AIP), ja M. Brightman (Cahill Center for Astrophysics, California Institute of Technology, Yhdysvallat).

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta teleskoopista omalta verkkosivulta ja lehdistötiedotteesta
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi

Yhteystiedot

Paula Sánchez Sáez
European Southern Observatory (ESO)
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6580
Sähköposti: Paula.SanchezSaez@eso.org

Lorena Hernández García
Millennium Institute of Astrophysics (MAS)
Santiago, Chile
Sähköposti: lorena.hernandez@uv.cl

Claudio Ricci
Diego Portales University
Santiago, Chile
Sähköposti: claudio.ricci@mail.udp.cl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@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