MAGIC-teleskoopit jäljittivät harvinaisen kosmisen neutriinon alkuperän

Tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet paikantamaan Linnunradan ulkopuolelta peräisin olevan kosmisen neutriinon lähteen. Neutriino on todennäköisesti lähtöisin blasaarista, joka on Orionin tähdistöön kuuluvan kaukaisen galaksin keskuksessa sijaitseva aktiivinen musta aukko.

Tutkijat jäljittivät löydöksen yhdistämällä IceCube-havaintoasemalta saadun neutriinosignaalin sekä Fermi-LAT- ja MAGIC-teleskooppien ja muiden kaukoputkien mittaustulokset. Uudet havainnot saattavat myös antaa vihjeitä selvittämättömästä mysteeristä: kosmisten säteiden alkuperästä. Turkulaistutkijoilla on ollut tutkimuksessa merkittävä rooli.

Neutriinot ovat alkeishiukkasia, jotka eivät ole juurikaan vuorovaikutuksessa ympäröivän maailman kanssa. Vaikka neutriinojen havaitseminen on vaikeaa, havainnoilla on suuri merkitys tähtitieteilijöille. Neutriinot ovat tärkeitä kosmisia viestintuojia, jotka välittävät tutkijoille ainutlaatuista tietoa kaukaisista alueista, joissa ne ovat syntyneet.

Näiden salaperäisten hiukkastyyppien etsimiseen erikoistuneista havaintolaitteista suurin on etelänavalla sijaitseva IceCube, joka havaitsee päivittäin noin 200 neutriinoa. Ne ovat kuitenkin suurimmaksi osaksi energialtaan matalia ja syntyvät Maan ilmakehän kanssa vuorovaikutuksessa olevien kosmisten säteiden vaikutuksesta.

IceCube havaitsi 22.9.2017 erityisen neutriinon, jonka erittäin korkea energia (osapuilleen 290 teraelektronivolttia) viittasi siihen, että hiukkanen oli lähtöisin kaukaisesta taivaankappaleesta. Tutkijat pystyivät myös määrittämään sen tulosuunnan erittäin tarkasti.

– Teorioiden mukaan neutriinosäteilyn yhteydessä saattaa lisäksi vapautua valohiukkasia. Nämä fotoneiksikin kutsutut valohiukkaset ovat sähkömagneettista säteilyä, jota voidaan tutkia teleskoopeilla, selittää MAGIC Collaborationin edustaja Razmik Mirzoyan, joka työskentelee tutkijana Max Planck -instituutissa.

Havainnon myötä teleskoopit suunnattiinkin neutriinon tulosuuntaan sen lähteen paljastumisen toivossa.

Koko taivasta tutkivalta Fermi-LAT-satelliitilta raportoitiin, että neutriinon tulosuunta oli linjassa tunnetun aktiivisessa tilassa olevan gammasäteiden lähteen, TXS 0506+056 -blasaarin, kanssa. Lisäksi 17-metrinen korkeaenergistä gammasäteilyä maanpinnasta mittaava kaksoisteleskooppi MAGIC paljasti, että blasaarista tulevan säteilyn energia yltää vähintään 400 gigaelektronivolttiin.

Nämä löydökset sekä neutriinon tulosuunta osoittavat blasaarin olevan neutriinon todennäköinen lähde. TXS 0506+056 on aktiivinen galaktinen keskus, 3,7 miljardin valovuoden päässä Maasta sijaitsevan galaksin energiaa säteilevä ydin. Sen sisuksissa on supermassiivinen musta aukko, joka laukaisee suihkuja – hiukkasten ja energian ulosvirtauksia, jotka etenevät lähes valonnopeudella.

Koska neutriinojen synty on aina yhteydessä protonivuorovaikutukseen, uudet havainnot saattavat auttaa ratkaisemaan vanhan mysteerin toistaiseksi tuntemattomasta kosmisen säteilyn syntypaikasta. Kosminen säteily, jonka fyysikko Victor Hess löysi vuonna 1912, koostuu pitkälti korkeaenergisistä protoneista.

– Kosmisen neutriinon ansiosta tiedämme, että blasaari kykenee kiihdyttämään protoneita erittäin korkeaenergisiksi, ja täten se saattaakin itse asiassa olla yksi kosmisen säteilyn lähteistä, sanoo tutkija Elisa Bernardini Zeuthenin DESY-tutkimuskeskuksesta.

Kosmisten säteiden lähteiden löytäminen on hankalaa syystä.

– Positiivisesti varautuneet protonit ohjautuvat avaruudessa magneettikenttien vaikutuksesta pois reiteiltään. Ne eivät siis matkaa suorassa linjassa, emmekä näin ollen tiedä mistä suunnasta ne tulevat, Bernardini jatkaa.

Neutriinot ja fotonit ovat sitä vastoin varauksettomia, minkä ansiosta ne matkaavat maailmankaikkeudessa suorinta reittiä. Siksi niiden alkuperä voidaan jäljittää luotettavasti. Blasaarien taustalla oleviin prosesseihin etsitään kuitenkin yhä selityksiä.

– Meitä kiinnostavat tarkka paikka sekä protoneja kiihdyttävä mekanismi, joihin sekä korkeaenergisten neutriinojen että fotonien alkuperä juontavat juurensa, Mirzoyan sanoo.

MAGICin tutkimus tarjoaa mahdollisia vastauksia neutriinojen alkuperästä. Neutriinolöydöksen jälkeen teleskoopeilla havaittiin blasaarin roihuavan ja sitä tarkasteltiin yhteensä noin 41 tunnin ajan. Tutkimusaineisto viittaisi siihen, että protonit ovat blasaarin laukaisemissa suihkuissa vuorovaikutuksessa keskenään.

– Tulokset todentavat myös sen, että neutriinon lisäksi osa gammasäteistä syntyy korkeaenergisten protonien vaikutuksesta – ei muusta suihkun hiukkasvuorovaikutuksesta. Tämä on ensimmäinen kerta, kun voimme vahvistaa sekä neutriinojen että gammasäteiden juontuvan protoneista, Mirzoyan lisää.

Tutkijat löysivät ainutlaatuisen tunnusmerkin TXS 0506+056 -blasaarista tulleiden korkeaenergisten gammasäteiden spektrissä.

– Havaitsimme fotonien määrän vähenevän tietyn energia-alueen sisällä, eli hiukkasten on täytynyt absorboitua, sulautua yhteen, Bernardini sanoo.

Tunnusmerkki viittaa myös siihen, että IceCuben havaitsema neutriino saattaa olla tulosta protonien ja blasaarin laukaisemissa suihkuissa olevien fotonien vuorovaikutuksesta.

– Nämä tulokset todentavat sen, että eri hiukkasviestintuojien, neutriinojen ja fotonien, välillä on aito yhteys, Mirzoyan sanoo.

Gammasäteilyn avulla saadaan tietoa siitä, miten supermassiivisten aukkojen ”voimalat” toimivat, eli miten äärimmäisen korkeaenerginen suihku syntyy, ja mitkä hiukkasfysiikan prosessit ovat silloin käynnissä.

Turun yliopiston tutkijat ovat olleet mukana MAGIC-teleskoopin toiminnassa alusta alkaen. Suomen ESO-keskuksesta mukana ovat erikoistutkija Elina Lindfors ja yliopistotutkija Kari Nilsson. Fysiikan ja tähtitieteen laitokselta yhteistyössä ovat olleet mukana yliopistotutkija Aimo Sillanpää sekä tohtorikoulutettavat Vandad Fallah Ramazani ja Auni Somero. Somero työskentelee parhaillaan MAGIC-teleskoopilla Espanjan La Palmalla.

Turkulaisryhmällä on ollut merkittävä rooli blasaaritutkimuksessa. Lindfors on johtanut havainto-ohjelmaa, jonka ansiosta on löydetty yli kymmenen uutta erittäin korkeaenergistä gammasäteilyä lähettävää blasaaria. Ryhmä on myös havainnut La Palmalla sijaitsevalla KVA-teleskoopilla optista säteilyä blasaareista, joita MAGIC havaitsee korkean gammasäteilyn alueella.

– Nyt tehty löytö on pitkäjänteisen tiimityön tulosta. MAGIC-teleskoopissa on panostettu siihen, että sen suorituskyvystä saadaan kaikki irti, ja havaintostrategioita on optimoitu. Jo vuosia on puhuttu siitä, että blasaarien laukaisemat suihkut ovat todennäköisesti erittäin korkeaenergisten neutriinojen lähteitä, mutta neutriinojen havaitseminen on hyvin vaikeaa. Vielä vaikeampaa on saada kaikki loksahtamaan kohdalleen eli paikallistaa neutriinon potentiaalinen lähde ja seurata sitä korkeimmilla mahdollisilla gammaenergioilla. Nyt se onnistui, Lindfors summaa.

Aamuset-kaupunkimedia (AKM)

MAGIC-teleskoopin 15-vuotissyntymäpäivää juhlistettiin 28.6. juhlaliputuksella. MAGIC-teleskoopin 15-vuotissyntymäpäivää juhlistettiin 28.6. juhlaliputuksella. Kuva: Vandad Fallah Ramazan

Nyt on eläkeläisten vuoro

Suomessa on paljon eläkeläisiä, joille arki on sinnittelyä päivästä toiseen. Poliitikot ovat luvanneet eläkeläisille vuosien saatossa vaikka mitä. Erityisesti vaalien alla eläkeläisiä muistetaan, mutta vaalikentillä annetut lupaukset harvemmin päätyvät hallitusohjelmaan ja sitä kautta pysyviksi parannuksiksi. Eläkeläiset ovat olleet mukana talkoissa rakentamassa yhteiskuntaamme. Nyt on yhteiskunnan aika huolehtia heistä.

Maskussa tulipalo omakotitalon saunatilassa

Varsinais-Suomen pelastuslaitoksen mukaan omakotitalon saunatilassa syttyi tulipalo lauantaina illalla Maskussa Halisojantiellä.

Uutta tieliikennelakia täydennetään

Uuteen tieliikennelakiin tehdään täydennyksiä. Lain hyväksymisen jälkeen muualla lainsäädännössä on tapahtunut muutoksia, jotka edellyttävät täsmennyksiä myös tieliikennelakiin.

Katovuodet nostivat rehuviljan hinnan ennätystasolle

Maatalouden tuotantovälineiden ostohintaindeksi ja kuluttajahintaindeksi 2015=100, 1/2010–12/2018.

Maatalouden tuotantovälineiden ostohinnat nousivat 5,5 prosenttia vuoden 2018 viimeisellä neljänneksellä. Tuotantotarvikkeet ja palvelut maksoivat 6,8 prosenttia enemmän ja maatalouden investoinnit 2,4 prosenttia enemmän kuin vuosi sitten. Rehujen hinnat nousivat keskimäärin 14 prosenttia.

Fimea: Apteekkien taloustilanne edelleen hyvä

Fimean tekemän apteekkien talouden kehittymistä kuvaavan tilinpäätösanalyysin perusteella apteekkien toiminta on vuonna 2017 ollut liiketaloudellisesti kannattavaa ja apteekit ovat pääsääntöisesti vakavaraisia, vaikka liikevaihdoissa, liikevoitoissa ja myyntikatteissa oli havaittavissa laskua ja apteekkien maksuvalmius oli heikentynyt. Maakunnissa ja paikkakunnilla, joissa väestömäärä apteekkia kohden on suuri, voitaisiin apteekkien määrää hyvin talouslukujen perusteella lisätä.

Poliisi valvoo tehostetusti raskasta liikennettä, erityisesti ajoneuvojen kuntoa

Poliisi valvoo tehostetusti raskasta liikennettä koko maassa maanantaista sunnuntaihin 18.-24. helmikuuta.

Rakennuskustannukset nousivat tammikuussa 1,9 prosenttia

Rakennuskustannusindeksin pitkän aikavälin kehitys.

Tilastokeskuksen mukaan rakennuskustannukset nousivat tammikuussa 1,9 prosenttia vuodentakaisesta. Tarvikepanosten hinnat nousivat 2,5 prosenttia, työpanosten hinnat 1,4 prosenttia ja palveluiden hinnat 0,7 prosenttia edellisen vuoden tammikuuhun verrattuna.

Varhaiskasvatusmaksuihin tehdyt alennukset hillitsevät lapsiperheiden pienituloisuuden kasvua

Lapsilisien, kotihoidontuen ja yleisen asumistuen indeksileikkaukset, eli etuuksien vuosittaisista korotuksista luopuminen, ovat lisänneet lapsiperheiden pienituloisuutta tällä hallituskaudella. Toisaalta varhaiskasvatusmaksujen alennukset ja vähimmäismääräisen vanhempainpäivärahan korotus ovat tasoittaneet tilannetta, kertoo THL:n tuore selvitys.

Pudota lumi turvallisesti

Karkeana suosituksena voidaan sanoa, että kun lumen korkeus katolla lähentelee puolta metriä, olisi viimeistään hyvä aika ryhtyä lumenpudotusurakkaan.

Urheilu

Jälkipeli: Kiekkolegenda Ville Vahalahden komea ura tuli päätökseen

Vahalahden koko perhe oli mukana hienosti järjestetyssä juhlaottelussa.

- Totta kai järjestämme! Ville Vahalahti on loistava pelaaja ja upea ihminen.

Aleksi "Sählä" Salonen tuo ääntä ja huumoria TPS:n koppiin

Aleksi Salonen tuli Turkuun ottamaan isoa vastuuta ja kovia peliminuutteja.

Kun jääkiekkoilija siirtyy seurasta toiseen, moni asia muuttuu. Jos siirto tapahtuu kesken kauden, muutoksen pureskeluun ei pahemmin jää aikaa.

Jälkipeli: Hirvensalon rinteet ovat mainiossa kunnossa

Hirvensalon laskettelukeskuksessa vietetään vuoden kiireisintä aikaa. Iltavalaistuksessa kelpaa lasketella, sillä rinteet ovat hyvässä kunnossa.

– Odota! Nyt on pakko keskeyttää haastattelu hetkeksi. Pihalle tuli juuri tärkeä postilähetys Itävallasta.

TPS:n Julius Perälä U18-leirille

TPS:n Julius Perälä matkaa alle 18-vuotiaiden jalkapallomaajoukkueen vuoden avaavalle leirille Eerikkilän urheiluopistolle. Kaikkiaan päävalmentaja Kai Nyyssönen nimesi leiriryhmään 27 pelaajaa.

Åboraakkeli: Odottaako tulevaisuus häkissä?

Olli Santalahti.

Tulevana lauantaina, 16. helmikuuta, Helsingissä otellaan vapaaottelutapahtuma Cage 46. Illassa on turkulaisittain panoksia parissakin ottelussa.

Näkökulma: Tallinder – yksi parhaista

Henrik Tallinderin pitkä ura päättyi loukkaantumiseen, mutta miehen vaikutus TPS:lle on ollut todella suuri.

Kuinka moni muistaa, että kauden 2000–2001 alla TPS:ään tuli Ruotsista kaksi uutta pelimiestä? Molemmat olivat 21-vuotiaita. Toinen Tukholman AIK:n juniorimyllyn läpikäynyt ja toinen Färjestadissa edeltäneet vuodet pelannut.

Täysosuma
Ei mikään viivelähtö.
Ei mikään viivelähtö.
Oli kovat alennusprosentit, kun kärryillekin tuli kiire.
Oli kovat alennusprosentit, kun kärryillekin tuli kiire.
Siitä prinssistä tulin kysymään...
Siitä prinssistä tulin kysymään...
Lepuuttaahan tälläkin.
Lepuuttaahan tälläkin.
Jaa ei? No mitäs mä näillä suksilla sitte teen?
Jaa ei? No mitäs mä näillä suksilla sitte teen?
On niin kuuma toukokuu, että meni sateenkaarikin soiroksi.
On niin kuuma toukokuu, että meni sateenkaarikin soiroksi.
Just nyt ei tarvitse palvella, kiitos.
Just nyt ei tarvitse palvella, kiitos.
Huh huh, tämäkin vielä!
Huh huh, tämäkin vielä!
Huomaahan tuon tyhmempikin.
Huomaahan tuon tyhmempikin.
Mitäköhän vakuutusyhtiö tuumii, jos ajaa autolla merimiinaan?
Mitäköhän vakuutusyhtiö tuumii, jos ajaa autolla merimiinaan?