Lehdistötiedote

Kaukaisin havainto tähteä nielevästä mustasta aukosta

30. marraskuuta 2022, Turku

Euroopan eteläisen observatorion VLT-kaukoputki sai aikaisemmin tänä vuonna hälytyksen taivaankartoitusteleskoopin havaittua epätavallisen näkyvän valon lähteen. VLT yhdessä muiden kaukoputkien kanssa suunnattiin nopeasti kohti lähdettä. Se osoittautui kaukaisen galaksin supermassiiviseksi mustaksi aukoksi, joka oli ahminut tähden sisuksiinsa ja singonnut tähteet suihkun muodossa. VLT sai määritettyä sen olevan kaukaisin tunnettu esimerkki tällaisesta tapahtumasta, joka on koskaan havaittu. Koska suihku osoittaa lähes meitä kohti, se on myös ensimmäinen kerta, kun tapahtuma havaitaan näkyvän valon alueella. Tämä on uusi keino näiden äärimmäisten ilmiöiden havaitsemiseksi.

Mustan aukon lähellä kulkevat tähdet hajoavat osiin uskomattommien vuorovesivoimien ansiosta niin sanotussa vuorovesihäiriötapahtumassa (TDE=Tidal Disruption Event). Noin 1%:ssa näistä pyörivän mustan aukon navoista lähtee plasma- ja säteilysuihkuja. Vuonna 1971 mustan aukon uranuurtaja John Wheeler [1] otti käyttöön suihku-TDE:n käsitteen, jota kuvataan "keskeltä tiukasti puristettuun hammastahnaputkeen", joka saa aikaan "aineen purkautumisen sen molemmista päistä".

"Olemme nähneet vain muutamia suihku-TDE:itä, ja ne ovat edelleen eksoottisia ja huonosti ymmärrettyjä ilmiöitä", Nial Tanvir Yhdistyneen kuningaskunnan Leicesterin yliopistosta sanoi. Hän oli johtavassa roolissa kohteen etäisyyden määrittämiseen tarvittavissa VLT-havainnoissa. Tähtitieteilijät metsästävät jatkuvasti näitä äärimmäisiä tapahtumia ymmärtääkseen, miten suihkut todella syntyvät ja miksi niin pieni osa TDE:istä tuottaa niitä. 

Osana etsintää useat teleskoopit, kuten Zwicky Transitional Facility (ZTF) Yhdysvalloissa, etsivät taivaalta jatkuvasti merkkejä lyhytkestoisista ja usein äärimmäisistä tapahtumista, joita sitten voitaisiin tutkia paljon yksityiskohtaisemmin esimerkiksi Chilen ESO:n VLT-teleskoopeilla. "Kehitimme avoimen lähdekoodin analyysimenetelmän tallentaaksemme ja etsiäksemme ZTF-tutkimuksesta olennaiset tiedot ja varoittaaksemme epätyypillisistä tapahtumista reaaliajassa", Yhdysvaltain Marylandin yliopiston tähtitieteilijä Igor Andreoni kertoi. Hän oli toisena pääkirjoittajana tänään Naturessa julkaistussa tutkimuksessa yhdessä Minnesotan yliopiston Michael Coughlinin kanssa.

ZTF havaitsi uuden näkyvän valon lähteen tämän vuoden helmikuussa. Tapahtuma sai nimen AT2022cmc, ja se muistutti gammapurkausta, joka on maailmankaikkeuden voimakkain valonlähde. Mahdollisuus tämän harvinaisen ilmiön todistamisesta sai tähtitieteilijät kääntämään useat eri puolilla maailmaa sijaitsevat  kaukoputket kohteeseen havaitakseen tätä arvoituksellista lähdettä tarkemmin. Myös ESO:n VLT kuului näihin, ja se havaitsi nopeasti tätä uutta tapahtumaa X-shooter-instrumentilla. VLT-datan mukaan kohde oli ennennäkemättömän kaukana. AT2022cmc:n tuottama valo aloitti matkansa, kun maailmankaikkeus oli iältään noin kolmannes nykyisestä. 

21 eri puolilla maailmaa sijaitsevaa teleskooppia keräsi laajan kokoelman havaintoja aina korkeaenergisistä gammasäteistä radioaaltoihin. Tutkimusryhmä vertasi havaintoja erilaisiin tunnettuihin tapahtumiin romahtavista tähdistä kilonoviin. Ainoa vaihtoehto, joka täsmäsi tietoihin, oli harvinainen suihkumainen TDE-ilmiö, joka suuntautui meitä kohti. Tanskalaisen DTU Spacen tähtitieteilijä Giorgos Leloudas kertoi: "Koska relativistinen suihku osoittaa meitä kohti, niin se tekee tapahtumasta paljon kirkkaamman kuin miltä se muuten näyttäisi, ja se näkyy laajemmalla sähkömagneettisen spektrin alueella".

AT2022cmc:n etäisyyttä mitatessa VLT havaitsi, että se on kaukaisin TDE, mitä koskaan on löydetty, mutta tämä ei ole ainoa asia, missä kohde rikkoo ennätyksiä."Toistaiseksi tunnetut muutamat suihku-TDE:t on havaittu aluksi korkean energian gamma- ja röntgenteleskoopeilla, mutta tämä oli ensimmäinen kerta, kun kohde löydettiin optisista kartoituksista", tutkimuksessa mukana ollut Daniel Perley, tähtitieteilijä Liverpool John Mooresin yliopistosta Isosta-Britanniasta sanoi. Tämä osoittaa, että suihku-TDE:tä voidaan havaita uudella tavalla, mikä mahdollistaa näiden harvinaisten tapahtumien jatkotutkimukset ja mustia aukkoja ympäröivien äärimmäisten ympäristöjen tutkimisen.

Lisähuomiot

[1] John Archibald Wheeler mainitaan myös usein "musta aukko"-termin keksimisestä NASA:lle vuonna 1967 pitämässään puheessa.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään: “A very luminous jet from the disruption of a star by a massive black hole”, joka julkaistaan Nature (doi: 10.1038/s41586-022-05465-8) julkaisussa.

Tutkimusryhmässä mYhdistynyt kuningaskuntaana ovat olleet: Igor Andreoni (Joint Space-Science Institute, University of Maryland, Yhdysvallat [JSI/UMD]; Department of Astronomy, University of Maryland, Yhdysvallat [UMD]; Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center [NASA/GSFC], Yhdysvallat), Michael W. Coughlin (School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, Yhdysvallat), Daniel A. Perley (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Yhdistynyt kuningaskunta), Yuhan Yao (Division of Physics, Mathematics and Astronomy, California Institute of Technology, Yhdysvallat [Caltech]), Wenbin Lu (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, Yhdysvallat), S. Bradley Cenko (JSI/UMD; NASA/GSFC), Harsh Kumar (Indian Institute of Technology Bombay, Intia [IIT/Bombay]), Shreya Anand (Caltech), Anna Y. Q. Ho (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, Yhdysvallat [UCB]; Lawrence Berkeley National Laboratory, Yhdysvallat [LBNL]; Miller Institute for Basic Research in Science, Yhdysvallat), Mansi M. Kasliwal (Caltech), Antonio de Ugarte Postigo (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, Ranska), Ana Sagués-Carracedo (The Oskar Klein Centre, Stockholm University, Ruotsi [OKC]), Steve Schulze (OKC), D. Alexander Kann (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Glorieta de la Astronomia, Espanja [IAA-CSIC]), S. R. Kulkarni (Caltech), Jesper Sollerman (OKC), Nial Tanvir (Department of Physics and Astronomy, University of Leicester, Yhdistynyt kuningaskunta), Armin Rest (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Yhdysvallat [STScI]; Department of Physics and Astronomy, The Johns Hopkins University, Yhdysvallat), Luca Izzo (DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Tanska), Jean J. Somalwar (Caltech), David L. Kaplan (Center for Gravitation, Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, University of Wisconsin–Milwaukee, Yhdysvallat), Tomás Ahumada (UMD), G. C. Anupama (Indian Institute of Astrophysics, Bangalore, Intia [IIA]), Katie Auchettl (School of Physics, University of Melbourne, Australia; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, Yhdysvallat), Sudhanshu Barway (IIA), Eric C. Bellm (DIRAC Institute, University of Washington, Yhdysvallat), Varun Bhalerao (IIT/Bombay), Joshua S. Bloom (LBNL; UCB), Michael Bremer (Institut de Radioastronomie Millimetrique, Ranska [IRAM]), Mattia Bulla (OKC), Eric Burns (Department of Physics & Astronomy, Louisiana State University, Yhdysvallat), Sergio Campana (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Italia), Poonam Chandra (National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research, Pune University, Intia), Panos Charalampopoulos (DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark, Tanska [DTU]), Jeff Cooke (Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia [OzGrav]; Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia [CAS]), Valerio D’Elia (Space Science Data Center - Agenzia Spaziale Italiana, Italia), Kaustav Kashyap Das (Caltech), Dougal Dobie (OzGrav; CAS), Jose Feliciano Agüí Fernández (IAA-CSIC), James Freeburn (OzGrav; CAS), Cristoffer Fremling (Caltech), Suvi Gezari (STScI), Matthew Graham (Caltech), Erica Hammerstein (UMD), Viraj R. Karambelkar (Caltech), Charles D. Kilpatrick (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, Yhdysvallat), Erik C. Kool (OKC), Melanie Krips (IRAM), Russ R. Laher (IPAC, California Institute of Technology, Yhdysvallat [IPAC]), Giorgos Leloudas (DTU), Andrew Levan (Department of Astrophysics, Radboud University, Alankomaat), Michael J. Lundquist (W. M. Keck Observatory, Yhdysvallat), Ashish A. Mahabal (Caltech; Center for Data Driven Discovery, California Institute of Technology, Yhdysvallat), Michael S. Medford (UCB; LBNL), M. Coleman Miller (JSI/UMD; UMD), Anais Möller (OzGrav; CAS), Kunal Mooley (Caltech), A. J. Nayana (Indian Institute of Astrophysics, Intia), Guy Nir (UCB), Peter T. H. Pang (Nikhef, Alankomaat; Institute for Gravitational and Subatomic Physics, Utrecht University, Alankomaat), Emmy Paraskeva (IAASARS, National Observatory of Athens, Kreikka; Department of Astrophysics, Astronomy & Mechanics, University of Athens, Kreikka; Nordic Optical Telescope, Spain; Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Denmark), Richard A. Perley (National Radio Astronomy Observatory, Yhdysvallat), Glen Petitpas (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, Yhdysvallat), Miika Pursiainen (DTU), Vikram Ravi (Caltech), Ryan Ridden-Harper (School of Physical and Chemical Sciences — Te Kura Matu, University of Canterbury, Uusi Seelanti), Reed Riddle (Caltech Optical Observatories, California Institute of Technology, Yhdysvallat), Mickael Rigault (Université de Lyon, Ranska), Antonio C. Rodriguez (Caltech), Ben Rusholme (IPAC), Yashvi Sharma (Caltech), I. A. Smith (Institute for Astronomy, University of Hawaii, Yhdysvallat), Robert D. Stein (Caltech), Christina Thöne (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Tsekki), Aaron Tohuvavohu (Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto, Kanada), Frank Valdes (National Optical Astronomy Observatory, Yhdysvallat), Jan van Roestel (Caltech), Susanna D. Vergani (GEPI, Observatoire de Paris, PSL Research University, Ranska; Institut d’Astrophysique de Paris, Ranska), Qinan Wang (STScI), Jielai Zhang (OzGrav; CAS).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Igor Andreoni
Joint Space-Science Institute, University of Maryland, NASA Goddard Space Flight Center
Greenbelt, MD, USA
Puh.: +1 (626) 487-7545
Sähköposti: andreoni@umd.edu

Daniel Perley
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, UK
Puh.: +44 (0)745 6339330
Sähköposti: d.a.perley@ljmu.ac.uk

Nial Tanvir
Department of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Sähköposti: nrt3@leicester.ac.uk

Giorgos Leloudas
DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark
Lyngby, Denmark
Sähköposti: giorgos@space.dtu.dk

Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6176
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