radioastronomia

Avaruudesta tulee toistuvasti omituisia radiopulsseja – viimeisimmän niistä havaittiin tulevan lähes naapurista

ASKAP-teleskooppi ja Linnunrata taustalla

Tähtitieteilijät ovat havainneet jo yli 150 voimakasta, yllättävää radiopulssia, joiden alkuperästä voi esittää vain arvauksia. Monet pulssit ovat olleet toistuvia, mikä on saanut mielikuvituksen laukkaamaan ja pohtimaan, olisivatko ne viestejä vierailta sivilisaatioilta.

Niin sanotut nopeat radiopurskeet ovat tulleet tähän mennessä kaukaa Linnunradan ulkopuolelta, mutta tuorein huhtikuun lopussa havaittu pystyttiin paikantamaan tulevan omasta galaksistamme. Siis muihin verrattuna ihan naapurista. Mistä oikein on kyse?

Jari Mäkisen YLE Tieteelle tekemä artikkeli kertoo!

Tutkijat kurkistivat tähtien kehtoon

Ma, 05/21/2018 - 11:33 Markus Hotakainen

Orion A on tähtienvälinen molekyylipilvi, jossa syntyy kaiken aikaa uusia tähtiä. Tutkijat ovat koonneet radioalueen havainnoista toistaiseksi tarkimman kartan tähtien kehdosta.

Orionin tähdistön suunnassa olevalla molekyylipilvellä on mittaa kymmeniä valovuosia. Sen alueella on eri vaiheissa olevia "tähtitehtaita", myös tiheitä tähtijoukkoja, jollaisessa Auringon arvellaan syntyneen lähes viisi miljardia vuotta sitten.

"Kartta kuvaa laajalla skaalalla fysikaalisia ilmiöitä, jotka kertovat, miten tähdet syntyvät molekyylipilvissä ja toisaalta miten nuoret tähdet vaikuttavat pilveen, josta ne ovat tiivistyneet", toteaa Shuo Kong, tutkimusartikkelin pääkirjoittaja.

Kansainvälistä tutkimusta johtivat Yalen yliopiston tähtitieteen professori Héctor G. Arce, ALMA-observatorion tutkija John Carpenter ja Caltechin tähtitieteen professori Anneila Sargent.

Kartta muodostettiin sekä yksittäisellä radioteleskoopilla Nobeyaman radio-observatoriossa Japanissa että Kaliforniassa sijaitsevalla radioalueen interferometrilla tehdyistä havainnoista. Suuren datamäärän käsittelyssä oli keskeinen rooli Yalen tieteellisen laskennan keskuksella.

"Kartoituksessa on yhdistetty ainutkertaisella tavalla kahdella hyvin erilaisella teleskoopilla tehtyjä havaintoja", kertoo tutkimukseen osallistunut Jesse Feddersen.

CARMA-interferometrilla (Combined Array for Research in Millimeter Astronomy) pystyttiin tarkastelemaan yksittäisiä syntymässä olevia tähtiä ja Japanin 45-metrisellä antennilla saatiin kerättyä tietoa jättimäisen molekyylipilven muodosta ja kaasun liikkeistä sen sisällä (kuvan värit kuvastavat erilaisia nopeuksia).

Kartan avulla tutkivat pystyvät tarkentamaan tähtien syntymalleja, joita voidaan soveltaa myös muiden galaksien tutkimuksessa. Laajaa molekyylipilveä koskevat havainnot antavat tietoa hyvin erilaisista tähtien kehitysvaiheista ja synnyinseuduista.

Tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal Supplement -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NSF/S. Kong, J. Feddersen, H. Arce & CARMA-NRO Orion Survey team

Supermassiiviset mustat tupla-aukot kertovat gravitaatioaalloista — ehkä…

Ma, 09/21/2015 - 22:19 Markus Hotakainen
Radiogalakseja

Kun kaksi suurta galaksia törmää toisiinsa, niiden keskellä olevat supermassiiviset mustat aukot päätyvät kiertämään toisiaan, kunnes nekin törmäävät ja yhdistyvät. Tutkijoiden mukaan tällaiset ilmiöt ovat voimakkaimpia gravitaatioaaltojen lähteitä.

Radioastronomit ovat tutkineet VLA-teleskoopilla tehtyjä havaintoja "X-kirjaimen muotoisista radiogalakseista". Omituisen muodon on arveltu johtuvan siitä, että mustien aukkojen kertymäkiekoista lähtevät hiukkassuihkut ovat muuttaneet suuntaa. Syynä suunnanmuutoksen olisi törmäys toisen galaksin kanssa. 

Tutkijoilla oli käytössään 100 kiinnostavan kohteen luettelo, josta he valitsivat 52 tarkempaa analyysia varten. Arkistohavaintojen avulla niistä pystyttiin muodostamaan aiempaa yksityiskohtaisemmat kuvat.

Uusien kuvien perusteella näyttää siltä, että tutkituista galakseista ainoastaan yhdessätoista on tapahtunut törmäys ja sulautuminen, joka on muuttanut hiukkassuihkujen suuntaa. Kaikissa muissa galakseissa suunnanmuutoksen taustalla on jokin toinen syy. 

Yllä olevassa kuvassa vasemmanpuoleisen galaksin J0702+5002 muoto ei ole syntynyt sulautumisen seurauksena, mutta oikeanpuoleisen galaksin J1043+3131 todennäköisesti on.

Tulosten perusteella on arvioitu, että alle 1,3 prosentissa radioalueella voimakkaasti säteilevistä galakseista on tapahtunut sulautuminen. Se on vain viidesosa aiemmin arvioidusta yleisyydestä.

"Aikaisempiin arvioihin verrattuna tämä voi merkittävästi vähentää X-kirjaimen muotoisissa radiogalakseissa syntyneen pitkäaaltoisen gravitaatiosäteilyn määrää", tutkimusryhmää johtanut David Roberts sanoo. 

"On hyvin tärkeää kytkeä gravitaatioaallot kohteisiin, jotka havaitsemme sähkömagneettisen säteilyn, esimerkiksi radioaaltojen, avulla. Siten pystymme lisäämään tietämystämme perusfysiikasta."

Gravitaatioaallot ovat Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamia, mutta niitä ei ole vieläkään onnistuttu havaitsemaan suoraan. Välilliset havainnotkin on kuitenkin arvioitu Nobelin arvoisiksi. Joseph Taylor ja Russell Hulse löysivät vuonna 1974 kaksoistähden, jossa pulsari kiertää tähteä. 

Vuosien mittaan niiden kiertoratojen todettiin kutistuvan suhteellisuusteorian mukaisesti, kun gravitaatioaaltojen oletettiin vievän järjestelmästä energiaa. Taylor ja Hulse saivat löydöstään fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 1993.

Uudesta tutkimuksesta kerrottiin NRAO:n (National Radio Astronomy Observatory) uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal Supplements -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Roberts et al., NRAO/AUI/NSF

Päivän kuva 12.8.2013: Radiokorva

Ma, 08/12/2013 - 13:55 Markus Hotakainen

Kolmisenkymmentä kilometriä Manchesterista etelään sijaitsevalla Jodrell Bankin Lovell-teleskoopilla on ikää jo yli puoli vuosisataa, mutta sillä tehdään edelleen aktiivisesti tutkimustyötä. Kun radioteleskooppi otettiin käyttöön 2. elokuuta 1957, se oli lajissaan maailman suurin. 76-metrinen antenni on yhä maailman kolmanneksi kookkain täysin suunnattava radioteleskooppi. Sillä on pinta-alaa yli 5 000 neliömetriä ja painoa yli 3 000 000 kiloa. Tiedetuubi palaa radioteleskoopin tarinaan tarkemmin lähiaikoina.

ALMA vihittiin

To, 03/14/2013 - 21:15 Toimitus

Maaliskuun 13. päivänä vihittiin virallisesti käyttöön ALMA eli Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Se on millimetri- ja alimillimetrialueilla eli 0,32–3,6 millimetrin aallonpituuksilla toimiva radio-observatorio – oikeastaan valtava teleskooppi, joka koostuu kymmenistä yksittäisistä antenneista.

ALMA sijaitsee Chajnantorin ylängöllä Atacaman autiomaassa, noin 50 kilometrin päässä San Pedro de Atacamasta. Se on noin viiden kilometrin korkeudessa eli melkein 2,5 kilometriä korkeammalla kuin Cerro Paranal -vuorella sijaitseva ESOn VLT-teleskooppi.

Alue on maailman kuivimpia ja kilometrien korkeudessa suurin osa vähäisestäkin ilmankosteudesta jää havaintopaikan alapuolelle. Se on tärkeä seikka millimetrialueen havainnoissa, sillä vesihöyry imee tehokkaasti lyhyitä radioaallonpituuksia.

ALMA on maailman laajamittaisin tähtitieteellinen hanke. 16 kilometrin läpimittaisella alueella on 66 radioteleskooppia, joista yli 50 on jo toiminnassa; ensimmäiset havainnot tehtiin syyskuussa 2011. ALMA on paitsi suuri, myös hyvin kansainvälinen projekti. Siinä ovat ESOn jäsenmaiden lisäksi mukana Chile, Yhdysvallat, Kanada, Taiwan ja Japani.

ALMAn viisikymmentä 12-metristä antennia muodostaa interferometrian keinoin yhden ainoan “teleskoopin”, jonka toimintaa tukee neljän 12-metrisen ja kahdentoista seitsenmetrisen antennin järjestelmä. Antenneja voidaan siirrellä siten, että laitimmaisten antennien välimatka vaihtelee 150 metristä 16 kilometriin. Sillä päästään radioaallonpituuksilla jopa kymmenkertaiseen tarkkuuteen Hubble-avaruusteleskooppiin verrattuna.

ALMAlla voidaan tutkia niin tähtienvälisiä molekyylipilviä, tähtien syntyä, galaksien pölyä kuin kosmista taustasäteilyäkin – eli kaikenlaista kylmänviileää, mitä maailmankaikkeudesta löytyy. Teleskooppien keräämää havaintoaineistoa käsittelee maailman korkeimmalla toimiva supertietokone, jossa on laskentatehoa saman verran kuin kolmessa miljoonassa läppärissä.

PDF-muotoinen kuvakirja ALMAn rakentumisesta löytyy täältä: http://www.eso.org/public/products/books/alma-photobook