02.12.2009, 14:13
TKK: Metsähovi selvittää avaruuden äärimmäisen hiukkaskiihdyttimen arvoitusta
Kyseinen oikukas kaksoistähti, Cygnus X-3 on kiehtonut tähtitieteilijöitä jo yli 40 vuotta. Sen ajatellaan koostuvan joko mustasta aukosta tai neutronitähdestä ja tavallisesta, mutta massiivisesta kumppanitähdestä kiertämässä toisiaan. TKK:n Metsähovin radiotutkimusasemalla on nyt havaittu ensimmäistä kertaa selkeästi kaksoistähden lähettämiä gammasäteitä. Havainnot voivat olla avain ongelmaan, miten Cygnus X-3 kiihdyttää varattuja hiukkasia valtaviin energioihin. Kansainvälinen tutkimus julkaistaan tulevassa Nature-lehdessä.
Gammasäteet ovat energisintä säteilyä maailmankaikkeudessa ja niiden havaitseminen on haastavaa. Säteet havaittiin italialaisella gammasädesatelliitti AGILE:n (Astro-rivelatore Gamma ad Immagini Leggero) herkillä mittalaitteilla. Havainnoista löydettiin täysin odottamaton, selkeä kaava. Gammasädehavainnot olivat aina suurenergisen röntgensäteilyn ja radiosäteilyn minimissä ja edelsivät voimakkaita radiopurkauksia.
- Cygnus X-3 on todella outo tapaus. Se on yksi kirkkaimmista radiokohteista galaksissamme paitsi silloin, kun kohde laskeutuu radiosäteilyn minimiinsä. Ja nyt erittäin voimakkaita gammasäteitä on havaittu nimenomaan näissä minimeissä. Se antaa ymmärtää, että kohde on valmistelemassa radiopurkausta, joka seuraa vain muutaman päivän kuluttua, jolloin kompaktin kohteen ytimestä linkoutuu kaksi vastakkaista ja erittäin energeettistä hiukkassuihkua säteillen radioalueella, kertoo tutkija Karri Koljonen Metsähovin radiotutkimusasemalta.
Uudet havainnot Cygnus X-3:sta auttavat tulkitsemaan myös kaukaisten kvasaarien toimintaa. Kvasaarit, joiden voimalaitoksina toimivat supermassiiviset mustat aukot, pumppaavat vielä suurempia määriä energiaa avaruuteen. Mikrokvasaarit, kuten Cygnus X-3, ovat ideaalisia laboratorioita tutkittaessa hiukkassuihkuilmiöitä, jotka hallitsevat kaikista kirkkaimpien kvasaareiden säteilyä. Koska verrattain pienistä ja läheisistä mikrokvasaareista, kuten Cygnus X-3:sta, havaitaan lyhyen aikaskaalan muutoksia aina tunneista päiviin ja viikkoihin - toisin kuin vuosikymmeniä kvasaareiden tapauksessa - toimivat ne käytännöllisinä testilaboratorioina tutkittaessa kvasaareiden kirkkausvaihteluita.
AGILE:n havaitsemat gammasäteet olivat lyhytkestoisia purkauksia, joiden energia ylsi vähintään sataan miljoonaan elektronivolttiin. Samanaikaisesti kohdetta havaittiin englantilaisella AMILA (Arcminute Microkelvin Imager Large Array) ja venäläisellä RATAN-600 radioteleskoopeilla sekä NASA:n Swift- ja RXTE- (Rossi X-ray Timing Explorer) röntgensatelliiteilla, jotka paljastivat, että gammasädepurkaukset edelsivät radiopurkausta ja osuivat aikaan, jolloin Cygnus X-3 on suurenergisen röntgensäteilyn minimissä.
- Cygnus X-3:n erittäin monimutkainen käytös vaatii säännöllistä monitorointia läpi elektromagneettisen spektrin aina radiotaajuuksista, röntgensäteisiin ja nyt myös gammasäteisiin asti. Vasta sitten, kun olemme keränneet havaintoja kaikilta mahdollisilta taajuuksilta voimme alkaa muodostaa yhtenäistä kuvaa tästä mystisestä kohteesta. Mikrokvasaareilla on voimakas magneettikenttä, joka voi varastoida suuria määriä energiaa. Yksi mahdollinen skenaario Cygnus X-3:lle on, että gammasädepurkausten aikana tämä varastoitu energia kiihdyttää varattuja hiukkasia havaittuihin energioihin, jotka säteilevät tämän energian gammasäteinä. Sitten magneettinen portti avautuu, josta radiosäteilevät hiukkassuihkut työntyvät esiin synnyttäen havaitut radiopurkaukset, Koljonen tiivistää.
TKK:n Metsähovin radiotutkimusasema toimii radioalueen silminä Cygnus X-3:lle yhdessä muiden kansainvälisten radio-, infrapuna-, röntgen- ja gammasädelaitosten kanssa.
Lisätietoja:
Tutkija
Karri Koljonen
TKK:n Metsähovin radiotutkimusasema
puh. (09) 4283 2050
karri(a)kurp.hut.fi
Naturen artikkelin verkkoversio
Tavani M. et al., Nature advance online publication, 22 November 2009 (DOI 10.1038/nature08578)
Avaruus.infosta löydät
tietoa avaruusteknologiasta ja tutkimuksesta
mahdollisuuksia yrityksille ja tutkijoille
satelliitteja, luotaimia, sovelluksia
avaruusaiheisia uutisia.
Avaruus.infon tarjoaa Tekes.
info@tekes.fi