Lehdistötiedote

Kylmän galaksienvälisen vedenpaisumuksen syöttämä musta aukko

8. kesäkuuta 2016

ALMA-teleskooppia (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) käyttänyt kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on todistanut aikaisemmin näkemätöntä kosmista säätapahtumaa: joukkoa pylväsmäisiä galaksienvälisiä kaasupilviä, jotka satavat miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta sijaitsevan valtavan galaksin ytimessä olevaan supermassiiviseen mustaan aukkoon. Tulokset julkaistaan julkaisusarjassa Nature 9. kesäkuuta 2016.

Uusi ALMA:n havainto on ensimmäinen suora havainto siitä, että kylmät, tiiviit kaasupilvet voivat sulautua yhteen kuumasta galaksienvälisestä kaasusta ja syöksyä galaksin ytimeen syöttäen siellä sijaitsevaa supermassiivista mustaa aukkoa. Se muovaa myös tähtitieteilijöiden näkemyksiä siitä kuinka supermassiiviset mustat aukot ruokailevat kertymänä tunnetun prosessin kautta.

Aikaisemmin tähtitieteilijät ajattelivat, että suurimmissa galakseissa supermassiiviset mustat aukot ruokailivat pikkuhiljaa kuumaa, ionisoitunutta kaasua galaksin halosta. Uudet ALMA-havainnot osoittavat, että kun galaksienväliset sääolosuhteet sallivat, mustat aukot voivat myös hotkia hyvin kylmän molekulaarisen kaasun jättimäisten pilvien kokkareista ja kaoottista kaatosadetta.

"Vaikka viime vuosina asiasta on esitetty teoreettisia ennusteita, tämä on yksi ensimmäisiä palasia supermassiivisia mustia aukkoja syöttävän kaoottisen, kylmän sateen havaintotodisteista," sanoi Grant Tremblay, joka on yhdysvaltalaisen, Connecticutin New Havenissa sijaitsevan Yalen yliopiston tähtitieteilijä sekä taannoinen ESO-tutkija ja uuden tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja. "On jännittävää ajatella, että me saattaisimme itse asiassa olla havaitsemassa tätä galaksin kokoista rankkasadetta, joka syöttää noin 300 miljoonan Auringon massaista mustaa aukkoa."

Tremblay ja hänen tutkimusryhmänsä käyttivät ALMA:a kurkistaakseen epätavallisen kirkasta noin 50 galaksin joukkoa, joka tunnetaan nimellä Abell 2597. Sen keskustassa on massiivinen elliptinen galaksi, joka on kuvaavasti nimetty nimellä Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy (Joukon Abell 2597 kirkkain galaksi). Näiden galaksien väliseen avaruuteen on levinnyt kuuman ionisoituneen kaasun hajanainen kaasukehä, jota on aikaisemmin havaittu NASA:n Chandra-avaruusteleskoopilla.

"Tämä hyvin, hyvin kuuma kaasu voi nopeasti viilentyä, tiivistyä ja sataa samaan tapaan kuin Maan ilmakehän lämmin ja kostea ilma voi saada aikaan sadepilviä ja sadetta," Tremblay sanoi. "Hiljattain tiivistyneet pilvet satavat sitten galaksiin, synnyttäen tähtienmuodostusta ja syöttäen sen supermassiivista mustaa aukkoa."

Tutkijat havaitsivat juuri tämän skenaarion lähellä tämän galaksin keskustaa: kolme massiivista kylmän kaasun möykkyä kaartaa kohti galaksin keskustan mustaa aukkoa suunnilleen nopeudella miljoona kilometriä tunnissa. Kussakin pilvessä on yhtä paljon materiaa kuin miljoonassa Auringossa ja ne ovat halkaisijaltaan kymmeniä valovuosia.

Tavallisesti tuon mittakaavan kohteet olisi vaikea erottaa näillä kosmisilla etäisyyksillä, jopa ALMA:n hämmästyttävällä erotuskyvyllä. Ne paljastuivat kuitenkin niiden Maata kohti heittämistä miljardin valovuoden pituisista "varjoista" [1].

Kansallisen tiedesäätiön (National Science Foundation) VLBA (Very Long Baseline Array) on havainnut lisäksi aineistoa, jonka mukaan ALMA:n havaitsemat kaasupilvet ovat vain noin 300 valovuoden etäisyydellä keskustan mustasta aukosta, käytännössä hoippuen nielaisemisen partaalla, tähtitieteellisesti sanottuna.

Siinä missä ALMA kykeni vain havaitsemaan kolme kylmän kaasun pilveä lähellä mustaa aukkoa, tähtitieteilijät arvioivat, että niiden kaltaisia saattaa olla lähistöllä tuhansia, valmistelemassa mustaa aukkoa jatkuvaan kaatosateeseen, joka voi toimia sen toiminnan polttoaineena pitkän aikaa.

Tähtitieteilijät suunnittelevat nyt käyttävänsä ALMA:a etsimään näitä "kaatosateita" muista galakseista voidakseen päätellä onko tällainen kosminen sää niin yleinen kuin tämänhetkinen teoria esittää sen olevan.

Lisähuomiot

[1] Varjot muodostuvat, kun sisään putoavat läpinäkymättömät kaasupilvet varjostavat osan kirkkaasta taustan millimetrin aallonpituuksien valosta, jota hyvin lähellä keskustan supermassiivista mustaa aukkoa olevissa magneettikentissä spiraaliradoilla kieppuvat elektronit säteilevät.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole”, jonka kirjoittivat Grant R. Tremblay et al. Tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature 9. kesäkuuta 2016.

Tutkimusryhmään kuuluvat Grant R. Tremblay (Yale University, New Haven, Connecticut, USA; ESO, Garching, Saksa), J. B. Raymond Oonk (ASTRON, Nederlands instituut voor radioastronomie, Dwingeloo, Alankomaat; Leidenin observatorio, Leidenin yliopisto, Leiden, Alankomaat), Françoise Combes (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Université Paris-Sorbonne, Paris, Ranska), Philippe Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Université Paris-Sorbonne, Paris, Ranska), Christopher O’Dea (University of Manitoba, Winnipeg, Kanada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), Stefi A. Baum (University of Manitoba, Winnipeg, Kanada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), G. Mark Voit (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Megan Donahue (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Brian R. McNamara (Waterloo University, Waterloo, Ontario, Kanada), Timothy A. Davis (Cardiff University, Cardiff, Iso-Britannia; ESO, Garching, Saksa), Michael A. McDonald (Kavli Institute for Astrophysics & Space Research, MIT, Cambridge, Massachusetts, USA), Alastair C. Edge (Durham University, Durham, Iso-Britannia), Tracy E. Clarke (Naval Research Laboratory Remote Sensing Division, Washington DC, USA), Roberto Galván-Madrid (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM, Morelia, Michoacan, Meksiko; ESO, Garching, Saksa), Malcolm N. Bremer (University of Bristol, Bristol, Iso-Britannia), Louise O. V. Edwards (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Andrew C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, Iso-Britannia), Stephen Hamer (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Université Paris-Sorbonne, Paris, Ranska) , Yuan Li (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA ), Anaëlle Maury (Laboratoire AIMParis-Saclay, CEA/DSM/Irfu CNRS, Université Paris Diderot, CE-Saclay, Gif-sur-Yvette, Ranska), Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, Iso-Britannia), Alice C. Quillen (University of Rochester, Rochester, New York, USA), C. Megan Urry (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Jeremy S. Sanders (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching bei München, Saksa), ja Michael Wise (ASTRON, Nederlands instituut voor radioastronomie, Dwingeloo, Alankomaat).

Kansainvälinen tähtitieteen tutkimuslaitos Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on ESO:n, U.S. National Science Foundationin (NSF) ja Japanin National Institutes of Natural Sciencesin (NINS)  kumppanuushanke yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopan eteläinen observatorio (ESO) jäsenmaidensa puolesta, NSF yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa sekä Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korea Astronomy and Space Science Instituten (KASI) kanssa.

ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

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

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia ALMA:sta

Yhteystiedot

Grant Tremblay
Yale University
New Haven, Connecticut, USA
Puh.: +1 207 504 4862
Sähköposti: grant.tremblay@yale.edu

Francoise Combes
LERMA, Paris Observatory
France
Sähköposti: francoise.combes@obspm.fr

Richard Hook
ESO Public Information 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