galaxy-1489300667bhk

Useimpien galaksien keskustoista tiedetään löytyvän supermassiivinen musta aukko. Uudet havainnot ovat paljastaneet, että tietyissä galakseissa nämä mustat aukot saattavat hajottaa tähtiä useammin kuin aikaisemmin oli arveltu. Tähtien tuhoutuessa vapautunut energia voidaan havaita sen lämmittämän kosmisen pölyn säteilynä infrapuna-aallonpituuksilla.

Tähden ajautuessa riittävän lähelle mustaa aukkoa se voi repeytyä riekaleiksi äärimmäisen painovoimakentän vaikutuksesta. Osa tähden materiasta karkaa mustan aukon painovoimakentästä, kun taas loput ajautuvat kohti mustaa aukkoa. Tällaisessa TDE-tapahtumaksi (eng. tidal disruption event) kutsutussa prosessissa vapautuu voimakasta säteilyä, joka voidaan havaita. Osa galaksiytimien supermassiivisista mustista aukoista on kuitenkin tähtienvälisen pölyn peitossa, joka himmentää voimakkaasti vapautuvaa säteilyä.

Viimeaikaiset havainnot eräistä pölyisistä galakseista ovat paljastaneet tällaisia himmentyneitä tähtien tuhoutumisia. Mustan aukon nielaistessa tähden vapautuu säteilyä, joka voi lämmittää lähellä olevaa ympäröivää pölyä, joka taas voidaan havaita infrapunavalossa.

– Tällaisten kohteiden löytyminen oli odottamatonta ja osoittaa, että kokonainen populaatio aikaisemmin tuntemattomia TDE-tapahtumia saattaa olla kätkeytyneenä näissä galakseissa. Tällaisen populaation olemassaolo on todennäköisesti seurausta aiemmin tapahtuneista galaksien yhteentörmäyksistä ja -sulatumisista, joissa tähtien radat ovat muuttuneet johtaen niiden kohtaamiseen supermassiivisen mustan aukon kanssa ja lopulliseen tähden hajoamiseen. Löytämällä lisää näitä kohteita ja tutkimalla niiden havaittavia ominaisuuksia niiden todellinen esiintymisrunsaus voidaan määrittää, väittelijä Thomas Reynolds kertoo.

Aurinkoa huomattavasti massiivisempien tähtien elinkaari päättyy tyypillisesti räjähdykseen supernovana. Tässä prosessissa tähden tiivis ydin luhistuu oman painovoimansa vaikutuksesta laukaisten shokkiaallon, joka räjäyttää tähden. Näiden ilmiöiden tutkimus antaa arvokasta tietoa tähtien ominaisuuksista niiden viimeisissä vaiheissa sekä niiden lähiympäristöistä. Pölyn himmentämiä TDE-tapahtumia löydettiin osana ohjelmaa, jonka tarkoituksena oli löytää ja tutkia supernovia näissä pölyisissä galakseissa.

– Tämä oli hämmästyttävän onnekas löytö. Etsimme ja löysimme supernovia näiden galaksien keskustojen läheisyydestä kuten väitöskirjassa kuvataan. Sen lisäksi löysimme tämän aikaisemmin tuntemattoman populaation erittäin kirkkaita transientteja, jotka näyttävät liittyvän yhteensulautuviin galakseihin, joissa syntyy paljon uusia tähtiä. Olen erittäin innostunut jatkamaan näiden kohteiden tutkimusta ja määrittämään niiden yhteyksiä muihin TDE-tapahtumiin, joita on pystytty tutkimaan jo paljon laajemmin, kertoo Reynolds.

***
MSc Thomas Reynolds esittää väitöskirjansa ” The nature and rates of failed, rare, or obscured core-collapse supernovae and nuclear transients” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa torstaina 4.11.2021 klo 13 (Turun yliopisto, Educarium, Edu 2 -luentosali, Assistentinkatu 5, Turku).

Vastaväittäjinä toimii apulaisprofessori Suvi Gezari (Space Telescope Science Institute, Yhdysvallat) ja kustok-sena professori Seppo Mattila (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on tähtitiede.

Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-8651-4