eso1151fi — Tutkimustiedote

Mustan aukon päivällinen lähestyy nopeasti

VLT huomasi pilven, jota musta aukko hajottaa

14. joulukuuta 2011

ESO:n VLT-teleskooppia käyttävät tähtitieteilijät ovat löytäneet monen Maan massaisen kaasupilven, joka syöksyy kiihtyvällä nopeudella kohti Linnunradan keskustassa olevaa mustaa aukkoa. Tämä on ensimmäinen kerta koskaan, kun tällaisen tuhoon tuomitun pilven on havaittu lähestyvän supermassiivista mustaa aukkoa. Tulokset julkaistaan tiedejulkaisu Naturen numerossa 5.1.2012.

Tähtien liikkeitä galaksimme keskustan supermassiivisen mustan aukon (eso0846) [1] ympärillä seuraamiseen ESO:n teleskooppeja käyttävän 20-vuotisen ohjelman aikana Reinhard Genzelin (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Garching, Saksa) johtama tähtitieteilijäryhmä on löytänyt uuden ainutkertaisen kohteen, joka lähestyy nopeasti mustaa aukkoa.

Viimeisten seitsemän vuoden aikana tämän kohteen nopeus on lähes kaksinkertaistunut, saavuttaen nopeuden, joka on yli 8 miljoonaa kilometriä tunnissa. Se on hyvin pitkuliaisella radalla [2] ja vuoden 2013 puolivälissä ohittaa mustan aukon tapahtumahorisontin vain 40 miljardin kilometrin etäisyydeltä, mikä vastaa 36:a valotuntia [3]. Tämä on tähtitieteellisessä mielessä äärimmäisen läheinen kohtaaminen supermassiivisen mustan aukon kanssa.

Tämä kohde on paljon viileämpi kuin ympäröivät tähdet (vain noin 280 astetta Celsiusta) ja se koostuu pääosin vedystä ja heliumista. Se on pölyinen, ionisoitunut kaasupilvi, jonka massa on karkeasti kolme kertaa Maan massa. Pilvi hohtaa sitä ympäröivien Linnunradan keskustan runsaslukuisten kuumien tähtien voimakkaassa ultraviolettisäteilyssä.

Pilven tämänhetkinen tiheys on paljon suurempi kuin mustaa aukkoa ympäröivän kuuman kaasun. Mutta pilven tullessa yhä lähemmäs nälkäistä petoa, lisääntyvä ulkoinen paine puristaa pilveä kasaan. Samaan aikaan neljän miljoonan Auringon massaisen mustan aukon valtava painovoima jatkaa pilven sisäänpäin suuntautuvan liikkeen kiihdyttämistä ja venyttää sitä radallaan.

"Idea mustan aukon lähellä olevan astronautin venymisestä spagettia muistuttavaksi on tuttu tieteiskirjallisuudesta. Mutta me näemme nyt tämän tapahtuvan todellisuudessa tälle hiljattain havaitulle pilvelle. Se ei selviä kokemuksesta," selittää Stefan Gillessen (MPE), julkaisun pääkirjoittaja.

Pilven reunat alkavat jo repeytyä kappaleiksi ja hajota ja sen odotetaan hajoavan kokonaisuudessaan seuraavien muutaman vuoden aikana [4]. Tähtitieteilijät voivat jo nähdä selviä merkkejä pilven nopeutuvasta hajoamisesta vuosien 2008 ja 2011 välillä.

Materiaalin odotetaan myös tulevan paljon kuumemmaksi sen lähestyessä mustaa aukkoa vuonna 2013 ja luultavasti alkavan säteillä röntgensäteilyä. Mustan aukon lähellä on tällä hetkellä hyvin vähän materiaalia, joten vast'ikään saapunut ateria tulee olemaan mustan aukon pääasiallista polttoainetta seuraavien vuosien aikana.

Yksi selitys pilven muodostumiselle on, että sen materiaali saattaa tulla läheisistä, nuorista ja massivisista tähdistä, jotka menettävät nopeasti massaansa voimakkaiden tähtituulien johdosta. Sellaiset tähdet räjäyttävät kirjaimellisesti kaasunsa pois. Toisiinsa törmäävät tähtituulet keskustan mustaa aukkoa kiertävästä, tunnetusta kaksoistähdestä ovat saattaneet johtaa tämän pilven muodostumiseen.

"Seuraavat kaksi vuotta ovat hyvin mielenkiintoiset ja niiden pitäisi antaa meille erittäin arvokasta tietoa materian käyttäytymisestä näin merkittävien massiivisten kohteiden ympärillä," päättää Reinhard Genzel.

Lisähuomiot

[1] Musta aukko Linnunradan keskustassa tunnetaan nimellä Sgr A* (Sgr tulee sanasta Sagittarius eli Jousimies). Se on ylivoimaisesti lähin tunnettu supermassiivinen musta aukko ja siten paras paikka tutkia mustia aukkoja yksityiskohtaisesti.

[2] Havainnot tehtiin käyttäen NACO-nimistä adaptiivisen optiikan infrapunakameraa ja SINFONI-nimistä infrapunaspektrograafia, jotka olivat kiinnitettyinä ESO:n VLT-teleskooppiin Chilessä. Linnunradan keskusta on tiheän tomupilven takana. Pilvi hajottaa ja absorboi näkyvää valoa, joten keskustaa tulee havaita infrapuna-aallonpituuksilla, joilla pilvi on läpinäkyvämpi.

[3] Valotunti on etäisyys, jonka valo kulkee yhdessä tunnissa. Se on vähän enemmän kuin etäisyys Auringosta Jupiteriin aurinkokunnassa. Vertailun vuoksi etäisyys Auringon ja lähimmän tähden välillä on yli neljä tuhatta valovuotta. Pilvi ohittaa mustan aukon etäisyydellä, joka alle kymmenesosa Auringon ja Neptunuksen välisestä etäisyydestä.

[4] Tämä ilmiö tunnetaan hyvin nesteiden fysiikasta ja sen voi nähdä esimerkiksi kaadettaessa siirappia vesilasiin. Siirapin virtaus alas veden läpi keskeytyy ja pisara irtaantuu siitä - laimentaen käytännössä siirappia veteen.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tieteellisessä artikkelissa “A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre”, kirjoittajinaan S. Gillessen et al. Artikkeli ilmestyy tiedejulkaisu Naturen numerossa 5.1.2012.

Tutkimusryhmään kuuluvat S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Saksa), R. Genzel (MPE; Department of Physics, University of California [UC], USA), T. Fritz (MPE, Saksa), E. Quataert (Department of Astronomy, UC, USA), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Saksa), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois, USA), T. Ott (MPE).

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, 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 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Puh.: +358 2 333 8981
Matkapuhelin: +358 44 967 2424
Sähköposti: rareko@utu.fi

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

Reinhard Genzel
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, 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
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1151.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1151fi
Nimi:Galactic Centre, Milky Way Galactic Centre, Sagittarius A*, Sgr A*
Tyyppi:• Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
• Milky Way : Galaxy : Component : Center/Core
• X - Quasars & Black Holes
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012Natur.481...51G

Kuvat

Simulation of gas cloud after close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud after close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
Englanniksi
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Englanniksi
The centre of the Milky Way showing a newly discovered and rapidly moving cloud
The centre of the Milky Way showing a newly discovered and rapidly moving cloud
Englanniksi

Videot

ESOcast 39: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching
ESOcast 39: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching
Englanniksi
Video News Release 36: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching (eso1151b)
Video News Release 36: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching (eso1151b)
Englanniksi
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Englanniksi
Zooming in on the centre of the Milky Way
Zooming in on the centre of the Milky Way
Englanniksi
Animation of objects orbiting the centre of the Milky Way
Animation of objects orbiting the centre of the Milky Way
Englanniksi
 A gas cloud falling towards the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
A gas cloud falling towards the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
Englanniksi
Video News Release: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching – B-roll
Video News Release: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching – B-roll
Englanniksi

Katso myös