Lehdistötiedote

Tulevan musta-aukkoilmaisimen ensivalo

GRAVITY:n onnistunut käyttöönotto VLTI:llä

13. tammikuuta 2016

Mustiin aukkoihin zoomaus on ESO:n VLT-teleskooppiin Chilessä vast'ikään asennetun GRAVITY-havaintolaitteen päätehtävä. Sen ensimmäisten havaintojen aikana GRAVITY yhdisti onnistuneesti tähden valoa käyttäen kaikkia neljää aputeleskooppia. GRAVITY:n suunnitelleen ja rakentaneen, Garchingissa toimivan Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik -tutkimuslaitoksen johtama suuri eurooppalainen tähtitieteilijä- ja insinööriryhmä on innoissaan sen suorituskyvystä. Näiden alustavien testien aikana havaintolaite on jo saavuttanut joukon merkittäviä ykköstiloja. Kyseessä on tähän mennessä asennetuista tehokkain VLT-interferometrin havaintolaite.

GRAVITY-havaintolaite yhdistää valon useasta teleskoopista ja muodostaa halkaisijaltaan jopa 200 metrin kokoisen virtuaalisen teleskoopin käyttäen interferometriaksi kutsuttua tekniikkaa. Tämän ansiosta tähtitieteilijät voivat havaita paljon pienempiä yksityiskohtia tähtitieteellisistä kohteista kuin on mahdollista yksittäisellä teleskoopilla.

Kesän 2015 jälkeen Frank Eisenhauerin (MPE, Garching, Saksa) johtama kansainvälinen tähtitieteilijä- ja insinööriryhmä on asentanut havaintolaitetta erityisesti mukautettuihin tunneleihin ESO:n Paranalin observatorion VLT-teleskoopin alla Pohjois-Chilessä [1]. Tämä on ensimmäinen vaihe otettaessa GRAVITY:ä käyttöön VLTI:n (Very Large Telescope Interferometer) yhteydessä. Ratkaiseva virstanpylväs on nyt saavutettu: havaintolaite yhdisti onnistuneesti tähden valoa neljästä VLT:n aputeleskoopista [2].

"Ensivalonsa aikana, ja ensimmäistä kertaa koko näkyvän valon tähtitieteen pitkän perusviivan interferometrian historiassa, GRAVITY teki valotuksia useiden minuuttien ajan, mikä on yli sata kertaa pitempi aika kuin aikaisemmin oli mahdollista," kommentoi Frank Eisenhauer. "GRAVITY avaa näkyvän valon interferometrian paljon himmeämpien kohteiden havaitsemiselle ja siirtää suuren kulmaerotuskyvyn tähtitieteen herkkyyden ja tarkkuuden aivan uusiin rajoihin, paljon tähän mennessä mahdollista kauemmas."

Osana ensimmäisiä havaintoja tutkimusryhmä katsoi tarkasti nimellä Trapetsijoukko tunnettuja kirkkaita, nuoria tähtiä Orionin tähtienmuodostusalueen ytimessä. Jo näistä ensimmäisistä käyttöönottohavainnoista GRAVITY teki pienen löydön: yksi joukon tähdistä onkin kaksoistähti [3].

Tämän menestyksen avain oli vakauttaa virtuaaliteleskooppi riittävän pitkäksi aikaa vertaustähden valoa käyttäen, että syvä kuva toisesta, paljon himmeämmästä kohteesta tulee mahdolliseksi. Lisäksi tähtitieteilijät onnistuivat myös vakauttamaan neljän teleskoopin valon samanaikaisesti, mikä on saavutus, johon ei aiemmin ole kyetty [3].

GRAVITY kykenee mittaamaan tähtitieteellisten kohteiden sijainteja pienimmissä mitta-asteikoissa ja lisäksi suorittamaan interferometriakuvausta sekä spektroskopiaa [4]. Jos Kuussa olisi rakennuksia, GRAVITY kykenisi näkemään ne. Tällaisella äärimmäisen suuren resoluution kuvauksella on monia käyttökohteita, mutta tulevaisuuden pääkohde on tutkia mustien aukkojen ympäristöjä.

GRAVITY luotaa erityisesti mitä tapahtuu Linnunradan keskustassa olevan supermassiivisen mustan aukon tapahtumahorisontin läheisyydessä olevassa äärimmäisen voimakkaassa painovoimakentässä. Tämä selittää havaintolaitteen nimen. Kyseessä on alue, jonka käyttäytymistä hallitsee Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria. Lisäksi se selvittää massakertymän ja suihkujen yksityiskohtia. Nämä ovat prosesseja, jotka esiintyvät sekä vastasyntyneiden tähtien ympäristössä että muiden galaksien keskustoissa olevien supermassiivisten mustien aukkojen ympäristöissä. Se on myös loistava luotaamaan kaksoistähtien, eksoplaneettojen ja nuorten tähtien kiekkojen liikkeitä sekä kuvantamaan tähtien pintoja.

Tähän mennessä GRAVITY:ä on testattu neljällä 1.8-metrin aputeleskoopilla. GRAVITY:n ensimmäiset havainnot neljällä 8-metrin VLT-yksikköteleskoopilla on suunniteltu tehtävän myöhemmin vuoden 2016 aikana.

GRAVITY-konsortiota johtaa Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Garchingissa, Saksassa. Muut konsortion tutkimuslaitokset ovat:

• LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Meudon, Ranska
• Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Saksa
• 1. Physikalisches Institut, Kölnin yliopisto, Köln, Saksa
• IPAG, Université Grenoble Alpes/CNRS, Grenoble, Ranska
• Centro Multidisciplinar de Astrofísica, CENTRA (SIM), Lissabon ja Oporto, Portugali
• ESO, Garching, Saksa

Lisähuomiot

[1] Merkittäviä rakennustöitä on hiljattain tehty VLTI:n tunneleissa ja säteiden kokoamishuoneessa GRAVITY:n ja muiden tulevien havaintolaitteiden  sijoittamiseksi.

[2] Olisi asianmukaisempaa kutsua tätä ensimmäistä askelta "ensijuoviksi" sillä merkkipaalu oli ensimmäinen onnistunut valon koonti eri teleskoopeilta siten, että valonsäteet interferoivat muodostaen interferenssijuovia, jotka taltioitiin.

[3] Hiljattain löydetty kaksoitähti on Theta¹ Orionis F ja läheisen, kirkkaamman tähden Theta¹ Orionis C havaintoja käytettiin vertailukohtana.

[4] GRAVITY pyrkii mittaamaan kohteiden sijainteja kymmenen mikrokaarisekunnin suuruusluokan tarkkuudella ja suorittamaan kuvantamista neljän millikaarisekunnin erotuskyvyllä.

Lisätietoa

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, 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 yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tietoja GRAVITY:stä tutkimuslaitoksen Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik sivuilla
• Valokuvia VLT-teleskoopista: http://www.eso.org/public/finland/images/archive/category/paranal/

Yhteystiedot

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

Markus Schoeller
ESO
Garching bei München, Germany
Sähköposti: mschoell@eso.org

Frank Eisenhauer
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Sähköposti: eisenhau@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1601.