eso2116fi — Tutkimustiedote

Galaksimme ulkopuolella sijaitsevasta tähtijoukosta on löydetty piileksivä musta-aukko

11. marraskuuta 2021

Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope (ESO:n VLT) kaukoputken avulla tähtitieteilijät ovat löytäneet pienen mustan aukon Linnunradan ulkopuolelta tarkkailemalla, miten musta aukko vaikuttaa läheisen tähden liikkeeseen. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tätä havaintomenetelmää käytetään galaksimme ulkopuolisen mustan aukon olemassaolon paljastamiseen. Tämä menetelmä voisi olla merkittävässä asemassa Linnunradassa ja läheisissä galakseissa olevien kätkettyjen mustien aukkojen paljastamisessa. Siten näiden salaperäisten kohteiden muodostumisesta ja kehittymisestä saataisiin lisää tietoa.

Juuri löydetty musta aukko havaittiin piileksivän NGC 1850:ssä, joka on noin 160000 valovuoden päässä oleva tuhansien tähtien joukko Suuressa Magellanin pilvessä, joka on Linnunradan naapurigalaksi.

”Aivan kuin kuin Sherlock Holmes jäljittäessään rikollisjengiä heidän jälkiensä perusteella, myös me tarkastelemme suurennuslasilla jokaista tähtijoukon tähteä yrittäen löytää todisteita mustien aukkojen läsnäolosta kuitenkaan näkemättä niitä suoraan”, Sara Saracino Astrofysiikan tutkimusinstituutista Liverpool John Moores yliopistosta Isossa-Britanniassa sanoi. Hän johti tutkimusta, joka on nyt hyväksytty julkaistavaksi 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'-lehdessä. ”Tässä esitelty löytö edustaa vain yhtä etsintäkuulutettua rikollista, mutta kun olet löytänyt yhden, olet matkalla kohti monia muita eri tähtijoukoissa piileksiviä kohteita.”

Tämä ensimmäinen tutkimusryhmän jäljittämä ”rikollinen” osoittautui noin 11 kertaa niin massiiviseksi kuin Aurinkomme. Tähtitieteilijät pääsivät mustan aukon jäljille tutkiessaan sen painovoiman vaikutusta sitä kiertäneeseen viiden Auringon massaiseen tähteen.

Tähtitieteilijät ovat aiemmin löytäneet näin pieniä (tähdenmassaisia) mustia aukkoja muista galakseissa havaitsemalla mustien aukkojen lähtettämää heikkoa röntgenhehkua niiden syödessä materiaa, tai havaitsemalla gravitaatioaaltoja, jotka ovat peräisin mustien aukkojen tai neutronitähtien sulautumisista toisiinsa.

Useimmat tähtien massaiset mustat aukot eivät kuitenkaan paljasta olemassaoloaan röntgensäteiden tai gravitaatioaaltojen kautta. ”Valtaosa voidaan paljastaa vain dynaamisesti”, sanoi Stefan Dreizler, tutkimusryhmän jäsen, joka toimii Göttingenin yliopistossa Saksassa. ”Kun mustat aukot muodostavat yhteisen järjestelmän tähden kanssa, ne vaikuttavat sen liikkeeseen hienovaraisella mutta havaittavalla tavalla, jonka voimme tarkoilla instrumenteilla havaita.”

Tämä Saracinon ja hänen tutkimusryhmänsä käyttämä dynaaminen menetelmä voisi antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden löytää lisää mustia aukkoja, mikä auttaisi niihin liittyvien mysteerien selvittämisessä. ”Jokainen havainto jonka teemme on tärkeä tekijä, joilla ymmärryksemme tähtijoukoista ja niiden mustista aukoista kasvaa”, yksi tutkimuksen kirjoittajajista, Mark Gieles Barcelonan yliopistosta Espanjasta, sanoi.

NGC 1850:n löytö merkitsee sitä, että musta aukko on löydetty ensimmäistä kertaa nuoresta tähtijoukosta (joukko on vain noin 100 miljoonaa vuotta vanha, joka on vain silmänräpäys tähtitieteellisessä mittakaavassa). Dynaaminen menetelmä voisi paljastaa vielä enemmän nuoria mustia aukkoja samanlaisissa tähtijoukoissa, mikä antaisi uutta tietoa siitä, miten ne kehittyvät. Vertaamalla niitä vanhemmissa joukoissa oleviin suurempiin ja  kehittyneempiin mustiin aukkoihin, tähtitieteilijät pystyisivät ymmärtämään, miten nämä kohteet kasvavat syömällä tähtiä tai sulautumalla muihin mustiin aukkoihin. Lisäksi mustien aukkojen kartoitus tähtijoukoissa lisää ymmärrystämme gravitaatioaaltolähteiden alkuperästä.

Tutkimuksessa käytettiin kahden vuoden aikana Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) instrumentin avulla kerättyjä tietoja. MUSE on asennettu Chilen Atacaman autiomaassa sijaitsevaan ESO:n VLT:hen. ”MUSE teki hyvin tiheiden alueiden havaitsemisen mahdolliseksi, kuten tähtijoukkojen sisimpien alueiden havaitsemisen, ja pystyimme analysoimaan joka ikisen tähden lähettämää valoa. Kaiken tuloksena meillä on tietoa tuhansista tähdistä yhdellä otoksella, mikä on vähintään 10 kertaa enemmän kuin millään muulla instrumentilla", yksi julkaisun kirjoittajista Sebastian Kamann, Liverpoolin astrofysiikan tutkimuslaitoksesta ja pitkäaikainen Muse-asiantuntija, sanoi. Näin tutkimusryhmä pystyi löytämään oudon tähden, jonka erikoinen liike viittasi mustan aukon läsnäolon. Varsovan yliopiston 'Optical Gravitational Lensing Experiment'-dataa hyödyntämällä ja NASA/ESA Hubble -avaruusteleskoopin tietojen avulla he pystyivät mittaamaan mustan aukon massan ja varmistamaan havaintonsa.

ESO:n Erittäin suuri teleskooppi  Chilessä, jonka on tarkoitus aloittaa toimintansa myöhemmin tällä vuosikymmenellä, antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden löytää entistä enemmän näitä piileksiviä mustia aukkoja. ”ELT tulee ehdottomasti mullistamaan tämän tutkimusalan”, Saracino sanoi. ”Sen avulla voimme tarkkailla huomattavasti himmeämpiä tähtiä samalla näkökentällä, sekä etsiä mustia aukkoja pallomaisista tähtijoukoista, jotka sijaitsevat paljon suuremmilla etäisyyksillä.”

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'-lehdessä julkaistavassa artikkelissa.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet: S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M. G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italia), C. Usher (Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University, Stockholm, Ruotsi), N. Bastian (Donostia International Physics Center, Donostia-San Sebastián, Espanja, Basque Foundation for Science, Bilbao, Espanja & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Saksa), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Espanja ja Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Espanja), S. Dreizler (Institute for Astrophysics, University of Göttingen, Göttingen, Saksa [GAUG]), G. S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Australia), T.-O. Husser (GAUG) ja V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Kanada).

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

Yhteystiedot

Pasi Nurmi
Koordinaattori, FT, Turun yliopisto, Tiedekeskus
Turku, Suomi
Matkapuhelin: +358294504358
Sähköposti: pasnurmi@utu.fi

Sara Saracino
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Sähköposti: S.Saracino@ljmu.ac.uk

Sebastian Kamann
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Sähköposti: S.Kamann@ljmu.ac.uk

Stefan Dreizler
Institute for Astrophysics, University of Göttingen
Göttingen, Germany
Sähköposti: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de

Mark Gieles
ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona
Barcelona, Spain
Sähköposti: mgieles@icc.ub.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2116.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso2116fi
Nimi:NGC 1850
Tyyppi:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Kuvat

Artist’s impression of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Artist’s impression of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Englanniksi
NGC1850 as seen with the Very Large Telescope and Hubble
NGC1850 as seen with the Very Large Telescope and Hubble
Englanniksi
Location of the NGC 1850 cluster in the constellation Dorado
Location of the NGC 1850 cluster in the constellation Dorado
Englanniksi
The Large Magellanic Cloud revealed by VISTA
The Large Magellanic Cloud revealed by VISTA
Englanniksi

Videot

Black Hole Discovered in Galaxy Next Door (ESOcast 245 Light)
Black Hole Discovered in Galaxy Next Door (ESOcast 245 Light)
Englanniksi
A journey to NGC 1850
A journey to NGC 1850
Englanniksi
How to find a black hole with MUSE
How to find a black hole with MUSE
Englanniksi
Artist’s animated view of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Artist’s animated view of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Englanniksi