Kansainvälinen tutkijaryhmä on saanut ennennäkemättömän tarkan kuvan blasaari PKS 1424+240:n kosmisesta suihkusta, joka lähtee aktiivisesta galaksista, jonka keskellä on massiivinen musta aukko. Tämä miljardeja valovuosia Maasta sijaitseva kohde on yksi kirkkaimmista korkeaenergisten gammasäteiden ja kosmisten neutriinojen lähteistä. Sen kapea plasmasuihku osoittaa suoraan kohti Maata, ja sen ainutlaatuinen rakenne muistuttaa “Sauronin silmää” Taru sormusten herrasta -tarinasta, mikä tekee siitä kiehtovan kohteen avaruustutkimuksessa. Tämä löydös avaa uusia näkökulmia universumin toimintaan ja mustien aukkojen rooliin kosmisina hiukkaskiihdyttäjinä.
PKS 1424+240:n arvoitus
Blasaari PKS 1424+240 on hämmentänyt tähtitieteilijöitä jo pitkään. Sen voimakas gammasäteily ja neutriinot, jotka IceCube-observatorio on vahvistanut, olivat ristiriidassa suihkun hitaan radioliikkeen kanssa. Tyypillisesti näin voimakas säteily liittyy nopeisiin suihkuihin, mutta PKS 1424+240:n tapauksessa havainnot poikkesivat odotuksista. Yli 15 vuoden tutkimusten jälkeen Very Long Baseline Array (VLBA) -radioteleskooppien avulla saatu tarkka yhdistelmäkuva paljasti ilmiön syyn, tuoden esiin avaruuden monimutkaisia ilmiöitä ja suomalaisen järjestelyn kaltaista tarkkuutta tutkimuksessa.
Toroitaalinen magneettikenttä ja relativistinen vahvistus
Uusi kuva paljasti lähes täydellisen toroidaalisen (rengasmaisen) magneettikentän, joka ympäröi kapeaa plasmasuihkua. Tämä suihku on suunnattu Maata kohti alle 0,6 asteen kulmassa, mikä on harvinainen ilmiö avaruudessa. Relativistisen vahvistuksen ansiosta suihkun kirkkaus kasvaa jopa 30-kertaiseksi erikoissuhteellisuusteorian vaikutusten vuoksi. Tämä tekee blasaarista poikkeuksellisen kirkkaan gammasäteilyssä ja neutriinoissa. Samalla projektiovaikutukset luovat illuusion hitaasta liikkeestä radiotiedoissa, mikä selittää suihkun “rauhallisen” käyttäytymisen ja tekee siitä ainutlaatuisen tutkimuskohteen.
“Kun saimme kuvan valmiiksi, se oli hämmästyttävä”, sanoi tutkimuksen pääkirjoittaja Juri Kovalev Max Planck -instituutin radioastronomiasta. “Emme ole koskaan nähneet mitään vastaavaa: lähes täydellinen toroidaalinen magneettikenttä suihkun kanssa, joka osoittaa suoraan meitä kohti. Tämä on kuin katselisimme avaruuden syvyyksiin suoraan ‘Sauronin silmän’ läpi.”
Magneettikentän rooli
Polarisoidut radiosignaalit mahdollistivat suihkun magneettikentän kartoituksen. Kenttä osoittautui spiraalimaiseksi, mikä on avainasemassa plasman suihkun käynnistämisessä ja ohjaamisessa. Tämä rakenne kiihdyttää paitsi elektroneja myös protoneja, jotka synnyttävät korkeaenergisiä neutriinoja. Löydös vahvistaa, että aktiiviset galaksien ytimet ja niiden mustat aukot toimivat tehokkaina luonnollisina hiukkaskiihdyttiminä, jotka voivat tuottaa äärimmäisiä energioita avaruudessa. Tämä tukee teoriaa, että mustat aukot eivät ainoastaan niele materiaa, vaan myös muovaavat galaksien kehitystä kiihdyttämällä hiukkasia.
Teknologia ja MOJAVE-ohjelma
Kuva saatiin aikaan Very Long Baseline Interferometry (VLBI) -tekniikalla, joka yhdistää radioteleskooppeja ympäri maailmaa muodostaen virtuaalisen, Maan kokoisen teleskoopin. Tämä mahdollisti 50 mikrokaarisekunnin resoluution – kuin näkisi auton ajovalot Kuusta. MOJAVE-ohjelma, joka on seurannut aktiivisten galaksien suihkuja VLBA:n avulla yli 20 vuotta, oli avainasemassa tässä läpimurrossa. Ohjelman pitkäaikainen sitoutuminen tarkkoihin havaintoihin heijastaa suomalaisen järjestelyn kaltaista systemaattisuutta ja kärsivällisyyttä, jotka ovat välttämättömiä avaruuden mysteerien selvittämiseksi.
“Kun aloitimme MOJAVEn, ajatus mustien aukkojen ja neutriinojen yhdistämisestä tuntui tieteisfiktiolta. Nyt se on todellisuutta”, sanoi Anton Zensus, Max Planck -instituutin radioastronomian johtaja ja ohjelman perustaja. “Tämä löydös osoittaa, miten pitkäjänteinen työ ja kehittyneet teknologiat voivat paljastaa avaruuden salaisuuksia.”
Löydöksen merkitys
Löydös vahvistaa yhteyden relativististen suihkujen, magneettikenttien ja neutriinojen välillä, mikä on keskeistä monikanava-astronomialle. Tämä tieteenala yhdistää valon, hiukkasten ja gravitaatioaaltojen havaintoja, antaen kokonaisvaltaisemman kuvan universumin toiminnasta. PKS 1424+240 on avainkohde ymmärrykselle siitä, miten supermassiiviset mustat aukot toimivat kosmisina kiihdyttiminä, jotka ajavat hiukkasia äärimmäisiin energioihin. Tämä auttaa selittämään, miten galaksit kehittyvät ja miten energia liikkuu avaruudessa.
Tulokset, julkaistu Astronomy & Astrophysics Letters -lehdessä, korostavat pitkäaikaisten havaintojen ja edistyneiden teknologioiden merkitystä. “Sauronin silmä” PKS 1424+240:n muodossa osoittaa suoraan Maata kohti, tarjoten ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia mustien aukkojen voimaa ja avaruuden dynamiikkaa. Tämä löydös ei ainoastaan vahvista teorioita hiukkaskiihdytyksestä, vaan myös inspiroi uusia tutkimuksia, jotka voivat paljastaa lisää universumin salaisuuksista. Jatkossa tutkijat aikovat syventää analyysiä yhdistämällä lisää havaintoja eri aallonpituuksilta, mikä voi tuoda vielä tarkempia tietoja blasaarien toiminnasta ja niiden roolista kosmoksessa.
