ALMA paljasti mustan aukon mielettömän magneettikentän

Ti, 04/21/2015 - 22:32 Markus Hotakainen

Atacaman autiomaassa Chilessä sijaitsevalla ALMA-radioteleskooppijärjestelmällä (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) on tehty havaintoja mustan aukon magneettikentästä, joka päihittää voimakkuudessa kaikki aiemmin tunnetut.

Tehdyt havainnot ovat tärkeitä paitsi tutkitun galaksin keskustassa möykkäävään mustaan aukkoon liittyvien ilmiöiden ymmärtämiseksi myös yleisemmin. Melkein kaikkien galaksien keskellä on supermassiivinen musta aukko ja etenkin galaksien varhaisissa vaiheissa se vaikuttaa suuresti koko tähtijärjestelmän kehitykseen.

Kun miljardeja kertoja Aurinkoa massiivisemmalla mustalla aukolla on paljon "syötävää" eli ainetta, joka syöksyy sen uumeniin, aukon ympärille muodostuu kertymäkiekko. Ennen katoamistaan aukkoon aineen kiertonopeus kasvaa huimaavaksi ja aine kuumenee niin paljon, että se säteilee voimakkaasti eri aallonpituusalueilla.

Joissakin tapauksissa syntyy myös kaksi ainesuihkua, jotka etenevät liki valonnopeudella kiekon pyörimisakselin myötäisesti vastakkaisiin suuntiin. Suihkujen syntyprosessi on ollut hämärän peitossa, joskin syypääksi on arveltu voimakasta magneettikenttää. Nyt epäily on varmistunut.  

Aiemmin on onnistuttu havaitsemaan ainoastaan heikkoja magneettikenttiä kaukana, useiden valovuosien etäisyyksillä mustista aukoista. Tuoreessa tutkimuksessa Chalmersin teknillisen korkeakoulun ja Onsalan avaruusobservatorion tutkijat ovat onnistuneet selvittämään ALMAn avulla olosuhteita galaksissa PKS 1830-211 olevan mustan aukon lähistöllä, täsmälleen siellä, missä suihkut syntyvät.

 

Mustan aukon läheisyydessä esiintyvää magneettikenttää ei parane mennä mittailemaan paikan päälle – tosin se ei ole teknisestikään mahdollista – joten havainnot perustuvat säteilyn polarisaatioon. Kun säteily etenee magneettikentässä olevassa aineessa, sen polarisaatio muuttuu ja siitä voidaan päätellä kentän voimakkuus.

Havaintojen mukaan mustan aukon kertymäkiekosta tulevan säteilyn polarisaatio on kiertynyt hyvin voimakkaasti. "Tekemiemme havaintojen mukaan polarisaation kiertymä on satoja kertoja voimakkaampaa kuin missään muualla maailmankaikkeudessa", toteaa Sebastien Muller, yksi tutkijaryhmän jäsenistä.

Samalla päästiin tutkimaan yksityiskohtaisesti olosuhteita lähempänä mustaa aukkoa kuin aiemmin on ollut mahdollista. Säteilyssä havaittu polarisaatio on syntynyt ainoastaan joidenkin valovuorokausien etäisyydellä tapahtumahorisontista eli rajasta, jonka takaa ei ole mahdollisuutta saada minkäänlaista informaatiota. Yksi valovuorokausi on noin 26 000 000 000 kilometriä eli ainoastaan neljä kertaa Auringon ja Pluton välinen keskietäisyys.

Havainnoista kerrottiin Euroopan eteläisen observatorion ESOn sivuilla ja tutkimus ilmestyi Science-tiedelehdessä (maksullinen) 17. huhtikuuta.

Kuvat ESO / L. Calçada (musta aukko) / B. Tafreshi (ALMA)