Hyppää pääsisältöön

Kaksinkertaisesti kiinnostava supernova

Tähtitieteilijät ovat nyt innoissaan, sillä taivaalta on löytynyt hyvin erikoislaatuinen gravitaatiolinssi-ilmiö.

Gravitaatiolinssiksi kutsutaan sitä, että varsin suoraan maapallon ja kaukana avaruudessa olevan kohteen välissä oleva massiivinen galaksi toimii kuin linssi ja taivuttaa voimakkaalla painovoimallaan takaa tulevaa valoa. Tuloksena on tyypillisesti ristiltä näyttävä kuva, missä itse asiassa on neljä takana olevasta kohteesta tulevaa kuvaa linssinä toimivan galaksin ympärillä.

Ensimmäinen gravitaatiolinssi löydettiin vuonna 1979 ja ne teoreettisesti ne ennustettiin Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian perusteella. Siksi gravitaatiolinssi-ilmiötä kutsutaan Einsteinin ristiksi. Tähän saakka kaikki tapaukset ovat olleet galakseja ja kvasaareita, mutta nyt löytynyt kohde on räjähtänyt tähti, supernova.

Lisäksi nyt löytynyt kohde on hämmästyttävä toisessa mielessä: se on ensimmäinen tuplagravitaatiolinssisupernova, eli yhden kohteen lisäksi valoa taivuttaa kaksi galaksia.

yhden kohteen lisäksi valoa taivuttaa kaksi galaksia

Havainto tehtiin jo viime marraskuussa, mutta se julkaistiin 6. maaliskuuta 2015 ilmestyneessä Science -lehden yleisen suhteellisuusteorian satavuotiserikoisnumerossa.

Linssinä toimii massiivinen galaksijoukko MACS J1149+2223, joka on noin viiden miljardin valovuoden päässä. Siis sieltä tuleva valo on lähtenyt matkaan aurinkokunnan muodostuessa viisi miljardia vuotta sitten.

Kohteena oleva supernova sijaitsee vieläkin kauempana olevan galaksin yhdessä spiraalissa. Sen etäisyys on noin 9,3 miljardia valovuotta.

Kaksi peräkkäistä gravitaatiolinssiä

“Olin todellakin yllättynyt, kun huomasin neljä tähden kuvaa galaksin ympärillä”, sanoo löydön tehnyt Kalifornian yliopiston Berkeleys kampuksella työskentelevä tähtitieteilijä Patrick Kelly tiedotteessa. Hän on löydöstä kertoneen artikkelin pääkirjoittaja.

Vielä yllättävämpää on se, että kuvat ovat peräti noin 20 kertaa kirkkaampia kuin on supernovan luonnollinen kirkkaus. Tämä johtuu siitä, että valoa voimistaa kaksi peräkkäistä gravitaatiolinssiä. Ensin supernovan valo hajautuu galaksijoukossa kolmeen osaan, kolmeksi kuvaksi, ja sitten yksi näistä joutuu erikseen spiraaligalaksin painovoiman piiriin siten, että tuloksena on yksi erillinen gravitaatiolinssi.

Kyseessä on siten paitsi ensimmäinen gravitaatiolinssiin liittyvä supernovahavainto, niin myös ensimmäinen kerta, kun taivaalta on löydetty moninkertainen gravitaatiolinssi.

Pimeä aine tulee ilmi

Erityisen kiinnostavaksi tapauksen tekee se, että nyt saman supernovan eri kuvia päästään tutkimaan samanaikaisesti ja siten voidaan saada selville se, millaisia ratoja pitkin valo on kulkenut galaksijoukon läpi.

Tästä voidaan tehdä päätelmiä siitä, kuinka paljon galaksijoukossa ja galakseissa on pimeää ainetta. Yli kolmasosa maailmankaikkeuden aineesta on tätä erittäin vaikeasti havaittavaa pimeää ainetta, ja oikeastaan ainoa tapa saada se ikään kuin näkyviin on tutkia sen painovoimavaikutusta näkyviin kohteisiin.

Tästä voidaan tehdä päätelmiä siitä, kuinka paljon galaksijoukossa ja galakseissa on pimeää ainetta

Seuraamalla nyt tarkasti sitä miten kaikkiaan kuusi eri kuvaa samasta supernovasta muuttuvat, voidaan laskea miten valo kulkee avaruudessa. Kuvien valo ei ole kulkenut täsmälleen samaa matkaa, vaan niissä olevat valot ovat matkanneet eri mittaisen ajan avaruudessa - ja tähän pimeä sekä näkyvä aine vaikuttavat.

Tarkemmin asiasta kerrotaan Tiedetuubin artikkelissa

Kirjoittaja: Jari Mäkinen

  • Venus on kuuma, hapokas ja tuulinen – Kuinka siellä voisi olla elämää?

    Venuksen paksu pilvipeitto kätkee alleen isoja yllätyksiä.

    Jos etsit hyvää lomakohdetta, ei Venus ole varmasti listalla ensimmäisenä. Silti siellä saattaa olla elämää, kuten tuore havainto sen pilvistä kertoo. Ainoa keino todistaa arvelut Venuksen kaasukehässä leijuvista mikrobeista on mennä katsomaan paikan päälle. Tehtävä tulee olemaan hyvin kiinnostava ja opettaa meille varmasti paljon pilviplaneetasta. Tämä siitä tiedetään nyt.

  • "On tehty paljon hyviä lääkkeitä hiirille" – Lääkkeiden kehitys on monivaiheista eikä aina riskejä vailla

    Suomessa lääkkeiden sääntely on kuitenkin maailman huippua.

    Koronalääkkeen etsintä on johtanut osittain hätiköityihin päätöksiin. Kun uutta lääkettä testataan, ei kaikkia haittavaikutuksia voi ennalta aavistaa. Suomessa lääkkeiden sääntely on onneksi kuitenkin maailman huippua. Silti esimerkiksi tutun parasetamolin vaikutusmekanismia ei tarkasti tunneta, vaikka sitä on käytetty kipulääkkeenä yli sata vuotta.

  • Avaruuslentojen erikoismies Elon Musk ja hänen lentävät rehusiilonsa

    Kuusi vastausta Elon Muskista ja hänen avaruusyhtiöstään.

    Miljardööri Elon Musk on huimilla visioillaan muuttanut avaruusalaa radikaalisti. Muskin avaruusyhtiön SpaceX:n lähitulevaisuus on hyvin kiinnostavaa aikaa jopa koko ihmiskunnan näkökulmasta: saammeko pikalinjan avaruuteen?