Hyppää pääsisältöön
TuoreimmatLiigaSääRikosPolitiikkaAsian ytimessä.doc
Uutiset
KotimaaUlkomaatRikosPolitiikkaTalousMielipiteetSää
Urheilu
LiigaMM-ralliJääkiekon MM-kisatJääkiekkoF1JalkapalloYleisurheilu
Viihde
SeurapiiritTV-ohjelmatElokuvatKuninkaallisetMusiikkiSalatut elämät
Lifestyle
RuokaTerveys ja hyvinvointiSeksi ja parisuhdeAutotHoroskooppi
Makuja
ReseptitRuokauutiset
Videot
MTV Uutiset LiveUusimmat
Tv-opas
Muistilista
  • MTV UutisetKonepajankuja 7
    00510 Helsinki
  • Uutistoimituksen päivystys010 300 5400
  • Uutisvinkkiuutiset@mtv.fi
  • WhatsApp040 578 5504
Sisällöt
  • Tomi Einonen
    Vastaava päätoimittaja
  • Ilkka Ahtiainen
    Uutispäätoimittaja
  • Mona Haapsaari
    Toimituspäällikkö
  • Teemu Niikko
    Toimituspäällikkö, urheilu
Liiketoiminta
  • Iina Eloranta
    VP, Channels and Digital Consumption
SuomiAreena
  • Jeremias Kontio
    Vastaava tuottaja
Muut palvelut
  • MTV Katsomo
  • SuomiAreena
Asiakaspalvelu
  • MTV Uutiset -palaute
  • MTV Katsomon asiakaspalvelu
  • Tietoa yhtiöstä
  • Avoimet työpaikat
  • Mainosta MTV:ssä
  • Tietosuojalauseke
  • Käyttöehdot
EtusivuVideotTuoreimmatLuetuimmatOdota

Mustien aukkojen säteilylle saatiin selitys Suomessa

Mustien aukkojen ympäristön tuottamaa säteilyä on yritetty mallintaa 1970-luvulta lähtien.
Mustien aukkojen ympäristön tuottamaa säteilyä on yritetty mallintaa 1970-luvulta lähtien. imago images/Xinhua/ All Over Press
Julkaistu 20.08.2024 11:54

Emilia Aho

emilia.aho@mtv.fi

Helsingin yliopiston tutkijat onnistuivat selvittämään mustien aukkojen synnyttämän röntgensäteilyn.

Tutkimuksessa selvisi, että säteily syntyy magneettikenttien kaoottisten liikkeiden ja turbulentin plasmakaasun yhteisvaikutuksesta. 

Mustien aukkojen ympäristön tuottamaa säteilyä on yritetty mallintaa 1970-luvulta lähtien. 

Silloin jo oletettiin, että röntgensäteet muodostuvat paikallisen kaasun ja magneettikenttien vuorovaikutuksesta samaan tapaan kuin Auringon pinta kuumenee siinä ilmenevien plasmakaasun eli varautuneiden hiukkasten roihupurkausten ansiosta.

– Mustien aukkojen kertymäkiekoissa tapahtuvat roihupurkaukset ovat kuin superversioita Auringon roihupurkauksista, kertoo apulaisprofessori Joonas Nättilä. 

Hän johtaa Helsingin yliopistossa laskennallisen plasma-astrofysiikan ryhmää, joka on erikoistunut juuri tällaisten äärimmäisten plasmojen mallintamiseen.

Säteily ja plasma vuorovaikutuksessa

Mallinnuksessa selvisi, että mustien aukkojen plasmapurkaukset ovat niin voimakkaita, että niiden materiaan muodostamat sähkövirrat eivät enää käyttäydy tavallisesti vaan niissä ilmenee kvanttisähködynamiikan ilmiöitä.

Mallinnetussa elektroni-positroni-plasman ja fotonien sekoituksessa paikallinen röntgen-säteily saattoi siis muuttua materiaksi ja anti-materiaksi. 

Materia ja anti-materia taas pystyivät törmätessään annihiloitumaan takaisin säteilyksi.

Nättilä kuvaa, kuinka elektroni ja positroni ovat toistensa antihiukkasia, joita ei yleensä esiinny samassa paikassa.

 Mustien aukkojen ympäristö on kuitenkin hyvin energeettinen, jolloin tämäkin on mahdollista. 

Myöskään säteily ei yleensä vuorovaikuta plasman kanssa. Mustien aukkojen ympärillä fotonit ovat niin energeettisiä, että myös niiden vuorovaikutukset ovat tärkeitä plasmalle.

– Arkielämässä tällaisia kvantti-ilmiöitä, joissa materiaa yhtäkkiä ilmestyisi erittäin kirkkaan valon tilalle, ei tietenkään näe, mutta mustien aukkojen lähellä ilmiöistä tulee erittäin tärkeitä, Nättilä kertoo.

– Meillä kesti vuosia tutkia ja lisätä simulaatiohin kaikki luonnossa esiintyvät kvantti-ilmiöt, mutta lopulta se kannatti, hän jatkaa.

Tarkka kuva säteilyn synnystä

Tutkimus osoitti, että turbulentti plasma tuottaa luonnollisesti kertymäkiekossa havaitun kaltaisen röntgensäteilyn. 

Simulaatiolla pystyttiin myös ensi kertaa näkemään, että mustien aukkojen ympärillä oleva plasman - eli varattujen hiukkasten ja fotonien eli säteilyn sekoitus - voi olla kahdessa erilaisessa tasapainon tilassa, riippuen ulkoisesta säteilykentästä. 

Toisessa tilassa plasma on kylmää ja säteily matalaenergistä, toisessa kuumaa ja suurenergistä.

– Mustien aukkojen kertymäkiekkojen röntgenhavainnoissa esiintyy juuri samanlaisia kylmän ja kuuman tilan vaihteluita. Tutkimus auttoi meitä varmistamaan, että nämä tilanvaihtelut johtuvat juuri näistä kvantti-ilmiöistä, Nättilä tarkentaa.

Tutkimus on julkaistu arvostetussa Nature Communications -lehdessä. 

Julkaisussa käytetty simulaatio on ensimmäinen plasmafysikaalinen malli, joka sisältää kaikki luonnossa esiintyvät säteilyn ja plasman kvanttivuorovaikutukset. 

Tutkimus on osa Nättilän johtamaa ja Euroopan tiedeneuvoston rahoittamaa, 2.2 miljoonan euron suuruista ERC StG hanketta, jossa pyritään ymmärtämään plasman ja säteilyn vuorovaikutusta.

Lue myös: Kaikkien aikojen kirkkain musta aukko löydetty: Hirviö syö Auringon verran materiaa joka päivä

Lisää aiheesta:

Tutkijat havaitsivat suurimman mustien aukkojen törmäyksen koskaan Mustien aukkojen mysteeri: Tutkijat näkivät kaksi poikkeuksellista räjähdystä, joista voi selvitä merkittävää tietoa Aurinkokunta saattaa olla croissantin muotoinen – nyt tutkijat selvittivät, miksiTieteellinen läpimurto! Laserit onnistuivat manipuloimaan antimateriaa ensimmäistä kertaa koskaanMystinen pimeä aine pakenee etsijöitään – suomalaistutkijat jäljitysprojektiin, jossa painutaan 1 400 metriä maan alleMerkittävä löytö – suomalaiset tutkijat havainneet avaruuden syövereistä täysin uudenlaista ainetta: ”Vahvoja viitteitä eksoottisesta kvarkkiaineesta”
AvaruusTiedeTutkimustuloksetKotimaa

Tuoreimmat aiheesta

Avaruus
  • Eilen09:34
    Intia

    Intia lähetti massiivisen satelliitin kiertoradalle – katso komea laukaisu

  • 2.11.16:25
    Halloween

    Metsästävä kosminen lepakko ilmestyi taivaalle

  • 2.11.15:51
    Kiina

    Kiina laukaisi kiertoradalle tarkoin valittuja avaruushiiriä

  • 1.11.13:23
    Tutkimustulokset

    Tutkijat löysivät kuusi miljoonaa vuotta vanhaa ilmaa

  • 1.11.08:34
    Salaliittoteoriat

    Kim Kardashian totesi uskovansa Kuu-salaliittoteoriaan – Nasa pamautti ronskisti takaisin