Uudet kuvat mustasta aukosta - tutkijat vahvistivat kuvassa näkyvän mustan aukon varjon

18.01.2024

Event Horizon Telescope -yhteistyöhanke eli EHT on julkaissut uusia kuvia supermassiivisesta mustasta aukosta galaksin Messier 87 keskustassa. Aalto-yliopiston ja Turun yliopiston tutkijat olivat mukana muodostamassa kuvia uusista havainnoista.

Event Horizon Telescopen tutkijat julkaisivat ensimmäistä kertaa kuvan mustasta aukosta ja sen varjosta vuonna 2019. Kuvassa näkyy kirkas rengas, jonka keskellä on tumma pyöreä alue, eli mustan aukon varjo.

Uraauurtava kuva osoitti, että jättiläismäisen Messier 87 -galaksin keskustassa on supermassiivinen musta aukko M87*. Se sijaitsee noin 55 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. 

Nyt tutkimusryhmä on julkaissut uuden kuvan M87* mustasta aukosta uudempien ja entistä tarkempien, vuonna 2018 kerättyjen havaintojen pohjalta. Tutkimuksessa oli mukana uusi teleskooppi Grönlannista, ja myös dataa kerättiin aiempaa enemmän teleskooppien kaksinkertaisen tallennusnopeuden ansiosta.  Havainnot mahdollistivat kuvan, joka on riippumaton ensimmäisistä, vuonna 2017 kerätyistä havainnoista.

Yleisen suhteellisuusteorian mukaan mustaa aukkoa ympäröivän renkaan koko riippuu pääasiassa mustan aukon massasta. Tämän perusteella tutkijat olettivat, että uudessa kuvassa rengas pysyy samanlaisena.

 

Nyt julkaistuissa uusissa kuvissa näkyy M87* musta aukko, jota ympäröivä kirkas rengas on samanlainen ja samankokoinen kuin vuonna 2017 havaittu. Tämä tulos vahvistaa tutkimusryhmän aikaisemman läpimurron oikeaksi.

– Tieteen perusedellytys on pystyä toistamaan tuloksia, sanoo tohtori Keiichi Asada Taiwanin Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics -tutkimuslaitoksesta. Renkaan vahvistaminen täysin uudessa aineistossa on valtava virstanpylväs yhteistyöllemme ja vahva osoitus siitä, että tarkastelemme mustan aukon varjoa ja sitä kiertävää materiaalia.

Nyt julkaistu kuva vahvistaa alkuperäiset havainnot, mutta kuvista löytyy myös pieniä eroja.

– Renkaan alalaidassa oleva kirkastuma on siirtynyt noin 30 astetta. Tämä havainto tukee käsitystämme siitä, että mustan aukon ympärillä on turbulentti kertymävirta ja magneettikenttiä, joiden muutokset  aiheuttavat kirkastuman paikan heilumista havaintojen välillä, kertoo tutkimuksessa mukana ollut Tuomas Savolainen Aalto-yliopistosta.

Aalto-yliopiston ja Turun yliopiston tutkijat osallistuivat tutkimuksessa EHT:n datan kalibrointiin ja analysointiin ja olivat mukana muodostamassa kuvia uudesta havaintoaineistosta.

– Käytimme kuvien luomisessa sekä perinteisiä algoritmeja, että uusia tilastolliseen analyysiin perustuvia menetelmiä. Uusia tilastomenetelmiä käytettäessä hyödynsimme myös CSC:n supertietokoneita kuvien muodostamista varten. Käytetty laskenta-aika vastasi tuhatta vuotta yksittäisen kannettavan tietokoneen laskenta-aikaa, kertoo Kaj Wiik Turun yliopistosta.

Tutkimukseen osallistui Suomen ESO-keskuksesta myös Venkatessh Ramakrishnan. EHT-yhteistyöverkostoon kuuluu yli 300 tutkijaa eri puolilta maailmaa. Kansainvälisen yhteistyön tarkoituksena on maailman tarkimman kuvan saaminen mustasta aukosta koko maapallon kokoista virtuaaliteleskooppia käyttäen.

Tutkimus on julkaistu Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Luotu 18.01.2024 | Muokattu 18.01.2024