Tuorlan observatorio

Tuorlan observatorio on ollut suomalaisen tähtitieteen merkkipaikka, joten viime vuonna tullut uutinen sen sulkemisesta oli hurja. Nyt paikka on saamassa uuden elämän: siitä tulee varsin ainutlaatuinen tiedekeskus.

Vaikka Tuorlan observatorion sulkeminen tuntuu ikävältä, on sen takana monta järkisyytä. Alun perin Tuorla perustettiin paikalleen noin 25 kilometrin päähän Turun keskustasta yksinkertaisesti siitä syystä, että kaupungin valojen keskeltä ei tähtitaivasta voinut nähdä kunnolla.

Valitettavasti vain Suomen säät ovat sen verran huonot, että havaintokelpoisia öitä on kovin vähän. Uudet, isot kaukoputket ovat lisäksi nykyisin kansainvälisiä yhteishankkeita, ja ne sijoitetaan joka tapauksessa paremmille havaintopaikoille.

Niinpä turkulaistähtitieteilijätkin ovat jo pitkään menneet tekemään havaintojaan esimerkiksi La Palman saarelle tai Chileen, tai kuten yhä useammin, käyttävät teleskooppeja etänä työhuoneestaan – tai suoraan kotoaan.

Kun vielä Tuorlan tilat ovat kaivanneet jo jonkin aikaa kohennusta ja laajennusta, päätös tutkijoiden sijoittamisesta Turun yliopiston kampusalueelle kaupunkiin oli täysin looginen ja jopa toivottu.

Tutkijat ovat jo osin siirtyneet kaupunkiin, ja loputkin tutkijoista muuttavat ihan lähiaikoina.

Suurin Suomessa oleva teleskooppi on Tuorlassa, mutta nykymittapuun mukaan se on pieni ja vanhentunut.

Tuorlan observatorioalueella on kuitenkin pitkä ja kunniakas historia, joten paikkaa ei luonnollisestikaan voi jättää rappeutumaan tai tuhota. Niinpä sitä odottaa nyt sama kohtalo kuin varsin monia vastaavia tähtitieteellisiä tutkimuslaitoksia ympäri maailman: siitä tulee tiedemuseo. Suomessa tätä ennen Helsingissä Obsevatoriomäellä ollut tähtitieteen laitos muutettiin Helsingin yliopiston tähtitieteen yleisökeskukseksi.

Tuorlassa tilaa on enemmän ja paikka on täydellinen uudenlaisen, maailmanlaajuisestikin mielenkiintoisen tähtitieteellisen tiedekeskuksen perustamiseen.

Paikka saa nimen Tiedekeskus Tuorla ja sinne luodaan toimintatiloja ilmiöpohjaiselle ja elämykselliselle oppimiselle. Tähtitieteen lisäksi mukaan otetaan myös muita tieteenaloja.

"Turun yliopisto haluaa olla aktiivisesti mukana niin suomalaisen koulun opetuksen sisältöjen elävöittämisessä kuin tieteen merkityksen kertomisessa kansalaisille", toteaa Turun yliopiston rehtori Kalervo Väänänen yliopiston tiedotteessa.

Tuorlan päärakennus kokee muodonmuutoksen ja sinne tulee myös noin 40 henkilölle majoitustilat. Tilat valmistuvat syksyksi 2018.

"Tuorlan tiloihin rakennetaan laboratorioita, green screenejä ja muuta tämän ajan viimeisintä opetustekniikkaa edustavia kokonaisuuksia", kertoo tutkijatohtori Pasi Nurmi Turun yliopiston kehittämispalveluista.

"Samalla planetaariota ja observatorioalueen kallioluolaa kehitetään koko perheelle suunnatuksi tieteen elämyskeskukseksi. Leirikouluja ja opettajien täydennyskoulutusta varten tulee myös majoitustiloja noin 40 henkilölle."

Tiedekeskus Tuorlan toiminta käynnistyy vaiheittain vuoden 2018 aikana. Aluksi kehitetään luokkaretkitoimintaa kevään 2018 aikana. Kesällä toiminta laajenee yliopiston järjestämiin leireihin ja myöhemmin syksyllä käynnistyvät leirikoulut ja muu kurssitoiminta.

"Kun saamme tiedekeskuksen toiminnan täysin käyntiin, alamme järjestää Tuorlassa myös opettajien täydennyskoulutusta ja kesäyliopiston kursseja. Tämän rinnalla suurelle yleisölle suunnattu planetaario jatkaa toimintaansa ja kehittyy nykyistä laajemmaksi ja monipuolisemmaksi tarjoten ainutlaatuisia tiede-elämyksiä kaikenikäisille."

Tiedekeskus Tuorlan toiminnasta vastaavat Petriina Paturi (vas.), Maija S. Peltola ja Pasi Nurmi.

Ihmiset ovat kiinnostuneita siitä, miten tiedettä tehdään, mutta Nurmen mukaan yliopistolta on aikaisemmin puuttunut toiminnallinen paikka, missä voisi järjestää esimerkiksi leirikouluja tai pidempiä luokkaretkiä.

Turun yliopistossa järjestetyt Lasten yliopiston kesäleirit ovat olleet suosittuja, ja uuden tiedekeskuksen myötä niiden tarjontaa pystytään lisäämään jo kesällä 2018. Lisäksi Tuorlan planetaariossa käy jo nykyäänkin vuosittain noin 7000–8000 ihmistä, joista valtaosa on koululaisia.

"Yliopistolla on merkittävä rooli tieteen arvon ylläpitäjänä", sanoo luonnontieteen ja tekniikan tiedekunnan varadekaani Petriina Paturi.

"Yleisissä keskusteluissa tieteen arvoa välillä kyseenalaistetaan ja annetaan yksilöiden mielipiteille sama arvo kuin tutkitulle tiedolle. Tiedekeskuksen tavoitteena on toimia linkkinä tieteen, koulujen, perheiden ja koko yhteiskunnan välillä."

Jutun pohjana on Turun yliopiston tiedote.

Tagit

Tuorlan observatorio

Tuorlan tiedekeskus

turun yliopisto

Suomalaistähtitieteilijä Erkki Kankareen johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt koko joukon uudenlaisia äärimmäisen kirkkaita räjähdyksiä etäisistä galakseista. Kyseessä voivat olla kirkkaimmat koskaan havaitut supernovaräjähdykset.

Belfastissa Queen's University:ssä työskentelevän tutkijatohtori Erkki Kankareen johtama tutkijaryhmä on julkaissut juuri Nature Astronomy -lehdessä jännittävän tutkimuksen, jonka avainroolissa on Havaijilla sijaitsevalla teleskoopilla löydetty äärimmäisen kirkas supernova.

Robottiteleskooppi Pan-STARRS1 havaitsee koko ajan tähtitaivasta etsien sieltä asteroideja, komeettoja ja kaikenlaisia muita normaalista poikkeavia ilmiöitä – kuten supernovia eli massiivisten tähtien räjähdyksiä.

Yksi näistä räjähdyksistä on saanut nimen PS1-10adi ja se kiinnitti Kankareen tutkimusryhmän huomion. Tämä supernova tapahtui galaksissa, joka on yli kolmen miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta. Se on erittäin mielenkiintoinen muun muassa kirkkautensa ja emogalaksin ydinalueelle sijoittumisensa vuoksi. Kohdetta on seurattu useita vuosia.

”Kohteen säteilemä kokonaisenergia on tuhatkertainen verrattuna normaaleihin supernovaräjähdyksiin", kertoo Kankare Suomen Akatemian lähettämässä tiedotteessa.

"Kohteen emogalaksi on myös aktiivinen niin sanottu Seyfert-galaksi, jonka ytimessä on noin kymmenen miljoonan Auringon massainen supermassiivinen musta aukko. Kohteen spektroskooppiset ominaisuudet, sekä hidas ja tasainen kirkkauden evoluutio osoittivat kuitenkin, että kyseessä ei ole normaali aktiivisen galaksin supermassiiviseen mustaan aukkoon liittyvä purkaus."

Tarkalleen ottaen PS1-10adi:n laskennallinen energia oli 2,3 x 10⁴⁵ Joulea. Vertailun vuoksi voi mainita, että LIGO-gravitaatioaaltohavainnossa tapahtuneessa kahden massiivisen mustan aukon törmäyksen tuottama energia oli noin 5,4 × 10⁴⁷ Joulea.

Toistaiseksi ainoastaan aktiiviset galaksiytimet (ns. AGN:t) ovat ainoa tunnettu luonnollinen ilmiö. jonka tiedetään tuottavat tällaisia energioita. Aktiiviset galaksiytimet ovat galaksien keskustoissa olevia alueita, missä oletettavasti jättisuuren mustan aukon ympärillä kiihtyvä kaasu säteilee erittäin voimakkaasti.

Voi olla, että nyt tehdyllä havainnolla ja aktiivisilla galaksiytimillä on jotain yhteistä, kuten tutkimusryhmässä mukana ollut professori Seppo Mattila kollegoineen arvelee toisessa tutkimuksessa.

Mistä oikein on kyse?

Havaintoanalyysin pohjalta tutkijaryhmä päätyi kahteen eri vaihtoehtoon PS1-10adi:sta ja vastaavista kohteista.

Jos kyseessä on yksi kaikkien aikojen kirkkaimmista supernovaräjähdyksistä, se on lähtöisin äärimmäisen massiivisesta tähdestä, jonka massa on vähintään useita kymmeniä tai jopa satoja Auringon massoja. Kyseessä voi myös olla tähden hajoaminen galaksiytimen supermassiivisen mustan aukon aiheuttamien vuorovesivoimien vaikutuksesta. Molemmissa tapauksissa havainnot viittaavat siihen, että kohteessa räjähdysmäisesti laajeneva materiaali törmäsi ympäröivässä avaruudessa olevaan tiheään kaasuun.

"Mikäli kyse on mustan aukon hajottamasta tähdestä, havainnot kertovat jotain uutta tällaisten kohteiden mekanismista", kiteyttää Kankare.

Tutkimuksessa esiteltiin myös viisi muuta löydettyä kohdetta, joilla on samankaltaiset ominaisuudet.

”Tulevat havainnot uusista samankaltaisista kohteista mahdollistavat näiden erittäin suurienergisten räjähdysten paremman ymmärtämisen. Kohteiden valtavan kirkkauden ansiosta niitä voidaan myös käyttää tulevaisuudessa työkaluina luotaamaan galaksien ominaisuuksia kaukaisessa maailmankaikkeudessa”, kertoo Turun yliopistossa oleva Mattila.

Suuri osa jatkohavainnoista tehtiin 2,56 metrin yhteispohjoismaisella NOT-teleskoopilla La Palmalla, Kanarian saarilla.

Suomesta tutkimuksessa ovat mukana myös tohtori Tuomas Kangas sekä tohtorikoulutettavat Jussi Harmanen ja Thomas Reynolds Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen Tuorlan observatoriosta.

Jutun pohjana on Suomen Akatemian lähettämä tiedote.

Tagit

supernova

AGN

aktiiviset galaksiytimet

Tuorlan observatorio

suomalainen tutkimus

Tuorlan observatorion arkistossa on 10 965 vuosien varrella kertynyttä lasivalokuvalevyä. Niitä ollaan nyt muuttamassa numeeriseen muotoon tšekkiläismenetelmin ja -voimin.

Käytännössä kaikki tähtivalokuvat otettiin aina digitaalisten CCD-kameroiden tuloon saakka herkille lasilevyille, eli tämä nykynäkökulmasta antiikkinen menetelmä oli käytössä vielä 1980-luvulla monissa observatorioissa.

Näin oli myös Tuorlan observatoriossa sekä sen edeltäjässä, Turun keskustassa sijaitsevassa Iso-Heikkilän tähtitornissa.

Turkulaistutkijat kuvasivat innokkaasti taivasta pikkuplaneettoja etsiessään, ja tässä työssä he olivatkin maailman huippua: 1930-luvulta alkaen Turussa ja Tuorlassa löydettiin professori Yrjö Väisälän johdolla kahden vuosikymmenen aikana yli 800 pikkuplaneettaa ja 6–7 pyrstötähteä.

"Määrä oli huikea", sanoo apulaisprofessori Aimo Sillanpää. "Koko muun maailman tutkijat löysivät yhteensä saman määrän pikkuplaneettoja."

Työ tarkoitti sitä, että Tuorlan arkistoihin kertyi tuhansia ja tuhansia valokuvauslevyjä. Kustakin kohdasta taivasta otettiin useita kuvia, joita verrattiin toisiinsa. Kun eri aikaan otetuissa kuvissa tähdet pysyivät paikallaan, tulivat asteroidit ja komeetat helposti esiin liikkuneina kohteina.

1930- ja 1950-lukujen välisenä aikana Iso-Heikkilän observatoriossa oli laajakuvakulmainen Schmidt-teleskooppi, mistä Väisälä kehitti oman versionsa. Sen näkökenttä oli peräti seitsemän astetta.

Sillanpään mukaan nykyisin lähes kaikissa maailman observatorioissa käytössä oleva Schmidt-teleskooppi pitäisi olla nimeltään Väisälä-teleskooppi.

"Väisälä oli esitellyt luennolla teleskoopin rakenteen, mutta sen toteutti Bernhard Schmidt. Väisälä ei kuitenkaan tehnyt teleskoopista julkaisua eikä vaatinut siitä kunnia itselleen, joten maailmalla teleskooppi tunnettiin Schmidtin nimellä."

Schmidt oli syntyjään virolainen, mutta työskenteli pääasiassa Saksassa.

Kun Tuorlan observatorio otettiin käyttöön vuonna 1952, jatkuivat havainnot ja kuvien ottaminen siellä. Väisälän tekemien kaukoputkien lisäksi Tuorlassa taivasta kuvattiin ahkerasti Tapio Korhosen rakentamalla teleskoopilla, jonka läpi kuvattiin noin 500 lasilevyä.

Kuvat talteen!

Vaikka lasi säilyy erinomaisesti, eivät niille tallentuneet kuvat kuitenkaan kestä aikaa.

Kooltaan tyypillisesti 12 x 12 cm oleville lasilevyille valotetut kuvat ovat hiipuneet ja tulevat häviämään kokonaan.

Niinpä ne päätettiin digitoida.

Tähän rekrytoitiin tšekkiläiset René ja Lukas Hudec, jotka ovat kehittäneet hyvän ja tehokkaan menetelmän siirtää lasiset valokuvat digitaaliseen muotoon.

"Kuvat ovat jatkossa netin kautta vapaasti kaikkien tutkijoiden käytettävissä", Sillanpää lupaa.

Vanhojen kuvien siirtäminen digitaaliseen muotoon ja antaminen kaikkien maailman tutkijoiden käyttöön tuottaa yllättäviä löytöjä, sillä vanhojen havaintojen käsittely uudelleen ja yhdistäminen muihin havaintoihin tuo usein uusia ja kiinnostavia löytöjä – sellaisia, joita väsyneet tähtitieteilijöiden silmät eivät aikaan huomanneet.

Joskus vanhoista, digitoiduista kuvista löytyy myös nyt tehtyjä löytöjä tukevia havaintoja.

Niinpä vanhoja, nyttemmin digitoituja yhteiskäytössä olevia havaintoja kutsutaankin usein virtuaaliseksi observatorioksi, jonka avulla päästään käsiksi nykyisen tähtitaivaan lisäksi myös siihen, mitä taivaalla on tapahtunut historiassa.

Tekstin pohjana on Turun yliopiston aiheesta tekemä uutinen. Kuvat ovat Tuorlan observatorion.

Tagit

Tuorlan observatorio

turun yliopisto

virtuaalinen observatorio

Turkulaiset tähtitieteilijät havaitsivat uudenlaisen mekanismin, jolla alkuaineita voi syntyä ja levitä avaruuteen. Aiemmin prosessin olemassaoloa on uumoiltu, mutta nyt se on viimein todennettu. Mekanismi voi kenties selittää keskiraskaiden aineiden yleisyyden outoudet.

Tuorlan observatorion tähtitieteilijät Jari Kajava, Joonas Nättilä ja Juri Poutanen yhdessä Kanadassa, Saksassa ja Venäjällä olevien kollegoidensa kanssa huomasivat, että erikoisessa röntgenpurkauksessa syntyy uusia aineita. Purkauksia on havaittu aiemminkin, mutta fuusioituvan raskaan aineen pakenemisen – ja siten myös niiden havaitsemisen – ei ole yleisesti uskottu olevan mahdollista.

Purkaus tapahtuu aivan neutronitähden yläkerroksissa. Syynä on sen kumppanitähdestä peräisin oleva aine, joka fuusioituu räjähdysmäisesti joutuessaan neutronitähden pinnalla vallitsevaan valtaisaan paineeseen ja lämpötilaan.

Tutkijoiden arvion mukaan ympäröivään avaruuteen levisi hetkessä noin 10¹⁶ kiloa vastasyntyneitä aineita, pääosin rautaa. Määrää on vaikea hahmottaa. Se vastaa vajaan 3000 vuoden kaikkea metallintuotantoa tällä planeetalla – nykytahdilla, joka on suurempi kuin ikinä aiemmin. Röntgenpurkauksen yhteydessä määrä kuitenkin syntyy sekunneissa.

Toisaalta neutronitähti synnyttää tuossa kertarykäisyssä vain alle sadastuhannesosan Kuun rautaisen ytimen massasta. (Ja Kuulla on muuten erittäin pieni ydin, vain pari prosenttia koko pallosta.)

Tähtipari sijaitsee meistä 16 000 valovuoden päässä, Jousimiehen tähdistössä. Se tunnetaan koodilla HETE J1900.1-2455.

Aktiivisia röntgenpurkautujia tunnetaan koko Linnunradasta vain runsaat sata. Ne ovat kaikki kaksoistähtijärjestelmiä, jossa neutronitähti ja pienimassainen kumppanitähti kiertävät toisiaan. Galaksin koko historian aikana vastaavia pareja on kuitenkin ehtinyt olla jo satoja, ehkä tuhansia kertoja enemmän.

Mutta kaikki eivät purkaudu tällä tavalla. Tuhansien tutkittujen purkausten joukosta tämä on tiettävästi vasta ensimmäinen, josta löydettiin pitävät todisteet raskaiden aineiden olemassaolosta tähteä ympäriöivän kaasukehän ulko-osista.

Tutkitunlaiset purkaukset ovat siis hyvin harvinaisia. Sellainen vaatii juuri sopivat olosuhteet, ja esimerkiksi naapuritähdeltä tulevan ainevirran on oltava juuri oikeanlainen. Sekä tähtipari että tutkimuksessa kuvattu purkaus ovat epätyypillisiä. Jatkoanalyysit ovat yhä kesken, mutta tutkijoiden valistuneen arvauksen mukaan joka tuhannes purkaus voisi olla vastaavanlainen.

Ratkaisu mysteeriin?

Vallalla olevien mallien mukaan alkuaineita syntyy kolmella tavalla. Alkuräjähdyksessä syntyi ainoastaan vetyä, heliumia ja litiumia. Tähtien sisällä tapahtuvassa fuusiossa taas saa alkunsa moni raskaampikin aine, mutta vain rautaan asti. Kaikki sitä raskaammat aineet taas syntyvät erilaisissa supernovaräjähdyksissä, ja kenties tähtien törmäyksissä (jotka tosin ovat erittäin harvinaisia).

Ongelmana kuitenkin on, etteivät havainnot ja mainitut vanhat mallit sovi kunnolla yhteen. Etenkin vanhoissa tähdissä vaikuttaa olevan aivan liikaa keskiraskaita alkuaineita, joilla on ytimessään 38–52 protonia. Tuolta väliltä löytyvät esimerkiksi tina, hopea, palladium ja turkulaisen Johan Gadolinin vuonna 1794 löytämä yttrium.

Röngenpurkauksissa syntyvien alkuaineiden havaitseminen osuu sopivaan väliin. Havaintoa olisi vaikea selittää, elleivät aineet pääsisi karkaamaan neutronitähtien pinnalta, rikastuttamaan tähtienvälistä ainetta ja lopulta osaksi uusien tähtien rakennusaineita. Löytö voi siis auttaa selvittämään ongelmallisten alkuaineiden suhteellista yleisyyttä.

Tutkimus julkaistaan piakkoin brittiläisessä Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters -julkaisusarjassa, mutta sen raakaversio on jo luettavissa arXiv-palvelussa.

Lopuksi vielä kuvasarja röntgenpurkauksen kehittymisestä:

Päivitys 1.12. klo 6:00: Korjattu sana "kertarykäisyssä" sanalla "kerralla" sekä vaihdettu toinen kappale tarkkuuden vuoksi nykyiseen muotoonsa. Aiemmin kohdassa luki "Purkaus tapahtuu aivan neutronitähden lähellä. Syynä on sen kumppanitähdeltä putoava aine, joka fuusioituu päästessään riittävän lähelle raskasta naapuriaan." Kumppanitähdeltä tuleva materia kertyy kuitenkin aluksi neutronitähden pinnalle, ja fuusio syttyy vasta noin kilometrin syvyydellä sen pinnan alla.

Kuvat: NASA / GSFC / Dana Berry

Tagit

Kenties Suomen tähtitieteen legendaarisin paikka, Turun luona Piikkiössä oleva Tuorlan observatorio on aikomus sulkea ja sen toiminnot on tarkoitus siirtää Turkuun. Kyseessä on toistaiseksi ehdotus, mutta järkevä sellainen: tähtitieteen teko on muuttunut kovin observatorion rakentamisen jälkeen ja tutkimuslaitoksen kehittäminen nykyisellään tulisi kalliiksi.

Turun yliopiston Fysiikan ja tähtitieteen osaston johtaja, professori Petriina Paturi sanoo, että huhuissa jo jonkin aikaa kiertänyt suunnitelma on olemassa ja hankkeen kommentointiaika päättyi nyt keskiviikkona.

"Meillä oli Tuorlassa keskustelutilaisuus koko henkilökunnan kanssa pari viikkoa sitten, ja jätän lähiaikoina raportin saamistani kommenteista rehtorille", kertoo Paturi.

"Muutto tapahtuisi noin vuonna 2020, joskin osa henkilökunnasta on jo kysellyt mahdollisuutta muuttaa jo ensi vuonna".

Tämä heijastaakin tunnelmaa yleisesti. Yrjö Väisälän perustama ja etenkin pikkuplaneettatutkimuksella sekä optiikan tekemisellä kuuluisaksi nousseen Tuorlan observatorion hiipuminen olisi sääli, mutta järkevää: käytännössä tähtitieteelliset havainnot tehdään nykyisin ulkomailla, koska Suomessa sääolot eivät ole erityisen hyvät. Keskimäärin hyviä havaintoöitä on noin 30 vuodessa. Tuorlan suurinta kaukoputkea, metrin halkaisijaltaan olevalla peilillä varustettua putkea, on käytetty tieteelliseen julkaisuun päätyneiden havaintojen tekoon viimeksi noin viisi vuotta sitten.

"Tieteelliset syyt Tuorlassa pysymiseen ovat aika vähissä."

Yliopisto on rakentamassa parhaillaan La Palman saarelle Kanarialle uutta etäohjattavaa kaukoputkea. Nykytekniikalla havainnot voi tehdä mistä vain etänä – tai automaattisesti.

Tutkimustoiminnan siirto vahvistaisi myös tieteellistä synergiaa muun fysiikan ja muiden tieteenalojen kanssa ja muun muassa tietojen- ja kuvankäsittelyssä on jo nyt runsaasti yleistyötä muiden fyysikoiden, tietojenkäsittelytieteilijöiden ja lääketieteellisen kuvantamisen tutkijoiden kanssa. Fyysinen sijainti näiden tutkijoiden luona olisi hyvä asia.

"Se, että tähtitieteilijät olisivat yliopistolla, auttaisi myös opiskelijoita. Aloittavista opiskelijoista noin kolmasosa sanoo haluavansa tähtitieteilijöiksi, mutta lopulta valmistuu vain muutama vuodessa. Jos saisimme tähtitieteen opetusohjelmasta vähemmän tutkijalinjaisen ja enemmän muita tieteenaloja painottavan, voisimme saada parhaita opiskelijoita myös tähtitieteeseen enemmän. Opiskelijoille ei ole selvää, että tutkinnon aikana opitaan asioita, joita voi myydä akateemisen maailman ulkopuolelle (muun muassa big data). Lisäksi opiskelijat myös kokevat tähtitieteilijät etäisiksi, kun heitä ei täällä Turussa näe kuin luentojen yhteydessä."

Vaikka tutkijat siirtyisivätkin Tuorlasta Turun yliopiston kampusalueelle kaupunkiin, pysyvät tähtitornit ja kallion sisälle louhittu luolasto paikallaan. Tornit ovat museoviraston suojelemia, ja esimerkiksi metrin putkella testataan Turussa rakennettavia rakennettavia polarimetrejä ja pidetään harjoitustöitä.

Perinteisen tähtitornin toimintojen siirtäminen on herättänyt kovasti tunteita aiemmin mm. Helsingissä ja Tukholmassa, mutta lopulta lähes kaikki ovat olleet tyytyväisiä. Onkin hyvin todennäköistä, että viiden vuoden sisällä Tuorla on hiljentynyt ja kenties sille keksitään uusia toimintamuotoja.

Jutun kuva on vaihdettu julkaisun jälkeen tuoreempaan. Kuva kirjoittajan.

Tagit

Tuorlan observatorio

turun yliopisto

Yrjö Väisälä

tähtitieteen historia

Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen sekä Suomen ESO-keskuksen tutkijat ovat yhteistyössä yhteistyökumppaneidensa kanssa mitanneet suurimman tunnetun mustan aukon pyörimisvauhdin. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun millekään mustalle aukolle on mitattu sekä pyörimisnopeus että massa suuremmalla kuin yhden prosentin tarkkuudella.

Kyseessä on vanha tuttu kohde nimeltä OJ287 – musta aukko, jota on Tuorlassa tutkittu jo pitkään.

Se keksittiin Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen Tuorlan observatorion tutkimuksissa jo 1980-luvun alkupuolella, mutta kesti yli kolmekymmentä vuotta selvittää sen tarkka liikerata.

Vuosikymmenten aikana OJ:n parissa ovat painineet mm. Aimo Sillanpää, Harry Lehto ja Seppo Mikkola. Nyt tutkimusta koordinoi professori Mauri Valtonen.

OJ287 on itse asiassa 3,5 miljardin valovuoden päässä meistä Sisiliskon tähdistössä oleva galaksi. Sen keskellä on massiivinen musta aukko, jolla on pienempi seuralainen, myös musta aukko, jonka liikettä tarkkailemalla suuremman mustan aukon ominaisuudet selviävät.

Keskellä oleva musta aukko on massaltaan noin 18,3 miljardia kertaa omaa Aurinkoa massiivisempi, ja se on suurin tunnettu musta aukko.

Pyörimisvauhti on noin 0,313 (+/- 0,01) kertaa valon nopeus, eli hiukan vajaa kolmasosa suurimmasta mahdollisesta pyörimisnopeudesta, mikä mustalla aukolla voi olla.

"Mittauksen mahdollistaa se, että kyseisellä mustalla aukolla on pienempi seuralainen, jonka liikettä tarkkailemalla suuremman mustan aukon ominaisuudet selviävät", kertoo Valtonen.

"Mustan aukon pyöriminen aiheuttaa vääntöä kiertorataan, joka on mitattavissa."

Tämä on ensimmäinen kerta, kun millekään mustalle aukolle on mitattu sekä pyörimisnopeus että massa suuremmalla kuin yhden prosentin tarkkuudella. Aiemmissa mittauksissa epätarkkuus on aina ylittänyt 10 %. Tutkimustulokset julkaistiin eilen torstaina 10. maaliskuuta The Astrophysical Journal Letters -julkaisussa.

"Näillä tiedoilla on enemmänkin kuin kuriositeettiarvo: niistä voidaan päätellä, onko Einsteinin sata vuotta sitten esittämä yleinen suhteellisuusteoria todella ainoa oikea tapa kuvata painovoimaa", Valtonen sanoo.

Yleinen suhteellisuusteoria on oikeastaan teoria painovoimasta.

Musta-aukkopari lähettää gravitaatioaaltoja

Kahden mustan aukon sulautumisessa syntynyt painovoima-aalto havaittiin hiljattain ensimmäistä kertaa amerikkalaisilla maanpäällisillä mittalaitteilla.

Musta-aukkopari OJ287 lähettää myös painovoima-aaltoja, ja Turun yliopiston tutkimusryhmä on mitannut matkaan lähteneiden aaltojen voimakkuutta; mittaukset sopivat yhteen Einsteinin teorian kanssa 2 %:n tarkkuudella.

Täällä maapallolla näitä erittäin heikkoja aaltoja ei ole vielä havaittu, koska niiden värähtely tapahtuu liian hitaasti nykyisille mittalaitteille. Muutaman vuoden päästä käytössä olevat gravitaatiohavaintolaitteet pystyvät kenties mittaamaan myös OJ287:n lähettämiä avaruuden värähtelyjä.

"Siihen asti meidän on tyytyminen valo- ja röntgensäteilysignaaleihin, joita tässä tutkimuksessa on käytetty hyväksi", Valtonen kertoo.

Nyt julkistettuun tutkimukseen liittyy myös jännä yhteensattuma, sillä OJ287:ssä alkoi 18. marraskuuta 2015 säteilypurkaus, joka johti lopulta tähän uuteen yleisen suhteellisuusteorian varmistukseen. Päivä oli täsmälleen sata vuotta sen jälkeen, kun Einstein esitteli yleisen suhteellisuusteoriansa. Sen "syntymäpäiväksi" on usein sanottu 18. marraskuuta 1915.

"OJ287:n purkaus ja gravitaatioaaltojen ensimmäinen mittaus 14.9.2015 olivat sopivia syntymäpäivälahjoja Einsteinin satavuotiaalle painovoimateorialle", iloitsee Valtonen Turun yliopiston tiedotteessa.

Tämänkertaisessa havaintokampanjassa näytteli ratkaisevaa osaa yhteispohjoismainen Kanarian saarilla sijaitseva teleskooppi NOT (Nordic Optical Telescope), josta Suomen ESO-keskuksessa työskentelevä Kari Nilsson sai runsaasti havaintoaikaa. NOT:n henkilökuntaan kuuluva Tapio Pursimo, sekä Tuorlassa etäpäätteen kautta Leo Takalo ja Elina Lindfors tekivät myös havaintoja Kanarialla. Suomen ESO-keskuksen Vilppu Piirola ja Andrei Berdjugin johtivat Havaijilla sijaitsevalla teleskoopilla tehtyjä havaintoja.

Kaikkiaan tähän tutkimukseen osallistui koko joukko Turun yliopiston jatko-opiskelijoita sekä kaiken kaikkiaan lähes sata tutkijaa eri puolilta maailmaa.

Julkaisun tiedot:
“Primary Black Hold Spin in OJ 287 as Determined by the General Relativity Centenary Flare.” The Astrophysical Journal Letters, Volume 819, Number 2. http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/819/2/L37

Artikkeli perustuu pitkälti Turun yliopiston tiedotteeseen.

Tagit

musta aukko

OJ287

Tuorlan observatorio

Tilaa aihepiirin Tuorlan observatorio RSS-syöte

Tuorlan observatorio