Tiede

Linnunradan keskustassa piileksii kymmeniätuhansia mustia aukkoja – osa on pariutunut ja ajautunut liittoon tähden kanssa

Kansainvälinen tutkimusryhmä sai uutta tietoa galaksien keskustojen mustien aukkojen määrästä tutkimalla Linnunradan keskustan supermassiivista mustaa aukkoa Sagittarius A*:ta.

Nasa
Linnunradan keskustassa piileksii kymmeniätuhansia mustia aukkoja – osa on pariutunut ja ajautunut liittoon tähden kanssa

Linnunradan keskusta sijaitsee aivan tämän kuvan keskellä. Siellä, noin 26 000 valovuoden päässä Maasta, piileksii neljä miljoonaa kertaa Auringon massainen supermassiivinen musta aukko nimeltä Sagittarius A*.

Vesa VanhalakkaAamulehti

Tutkijat ovat vihdoin saaneet kokeellista vahvistusta teorialle, jonka mukaan suurten galaksien keskustoissa sijaitsevien supermassiivisten mustien aukkojen liepeillä lymyää jopa kymmeniätuhansia eri kokoisia mustia aukkoja.

Tutkijat saivat teoriaa tukevia uusia tuloksia tutkimalla oman kotigalaksimme Linnunradan keskustassa olevan supermassiivisen Sagittarius A* -nimisen mustan aukon ympäristöä.

Sagittarius A* on neljä miljoonaa kertaa Auringon massainen hirvitys. Se sijaitsee 26 000 valovuoden päässä maapallosta.

Linnunradan halkaisija on noin 100 000 valovuotta.

Columbian yliopiston johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on löytänyt Sagittarius A*:n ympäristöstä merkkejä kahdestatoista pienemmästä mustasta aukosta.

Ne kaikki sijaitsevat enintään kolmen valovuoden päässä Sagittarius A*:sta.

–Linnunrata on ainoa galaksi, jossa voimme tutkia, miten supermassiiviset mustat aukot vuorovaikuttavat muiden mustien aukkojen kanssa, sillä emme näe muiden galaksien keskustojen tapahtumia. Linnunrata on ainoa laboratorio näiden ilmiöiden tutkimiseen, tutkimusryhmän johtaja Chuck Hailey sanoo Columbian yliopiston välittämässä tiedotteessa.

Tutkimuksen julkaisi Nature.

Täydellinen tähtien kehto

Tutkijat ovat jo pitkään uumoilleet, että noin kuuden valovuoden säteellä Sagittarius A*:sta on ainakin 10 000 – 20 000 mustaa aukkoa, mutta niiden näkeminen on ollut hyvin vaikeata, eikä luotettavaa todistusaineistoa teorian tueksi ole juuri saatu.

Paitsi nyt.

Haileyn mukaan Linnunradan keskustan supermassiivista mustaa aukkoa ympäröivä kaasuhalo on täydellinen paikka synnyttää massiivisia tähtiä. Elinkaarensa lopussa monen näistä massiivisista tähdistä on täytynyt päätyä mustaksi aukoksi.

Näiden mustiksi aukoiksi luhistuneiden yksittäisten tähtien lisäksi moni halon ulkopuolella ollut musta aukko on energiaa menetettyään ilmeisesti siirtynyt lähemmäs Sagittarius A*:ta päätyen sen halon sisäpuolelle.

Moni näistä Sagittarius A*:n lähipiiriin päätyneistä mustista aukoista on jatkanut sinkkuna, mutta osa on pariutunut ja ajautunut liittoon jonkun tähden kanssa. Näin ne ovat muodostaneet tähden ja mustan aukon pariskuntia.

Tutkijat ovat arvelleet, että galaksien keskustoissa on paljon tällaisia mustan aukon ja tähden muodostamia järjestelmiä. Mitä lähemmäksi mustaa aukkoa mennään sitä enemmän näitä pariskuntia pitäisi olla

Todisteita mustan aukon ja tähden muodostamista pareista on aiemmin etsitty jäljittämällä parien aktiivisessa vaiheessa ympäröivään avaruuteen purskauttelemaa voimakasta röntgensäteistä hehkua.

Linnunradan keskus on kuitenkin niin kaukana Maasta, että noita purkauksia voidaan nähdä keskimäärin hyvin harvoin: vain kerran sadassa tai tuhannessa vuodessa.

Haileyn mukaan yksinäisen mustan aukon etsiminen on turhauttavaa, sillä ne eivät oikeastaan tee mitään: ne vain ovat.

Siksi Haileyn ryhmä päätti jäljittää pariskuntien vähemmän aktiivisessa vaiheessa matkaan lähettämää heikompaa, mutta vakaampaa röntgensäteilyä.

Ajatus oli, että jos mustan aukon ja tähden muodostamia pareja löytyisi ja jos tutkijat saisivat tietää, kuinka iso osa mustista aukoista nai pienimassaisen tähden, he voisivat tästä päätellä myös yksinelävien mustien aukkojen määrän.

Aukot löytyivät nopeasti

Tutkijat kokeilivat menetelmänsä toimivuutta Chandra-röntgenluotaimen keräämiin tietoihin. He alkoivat etsiä datasta vähemmän aktiivisen vaiheen jättämiä sormenjälkiä.

He löysivät nopeasti 12 mustan aukon ja pienimassaisen tähden muodostamaa paria. Ne kaikki olivat vähintään kolmen valovuoden päässä Sagittarius A*:sta.

Löydettyjen 12 aukon avulla tutkimusryhmä laski, että Sagittarius A*:n ympäristössä oli tutkitulla alueella arviolta 300 – 500 mustan aukon ja tähden muodostamaa pariskuntaa. Tästä tutkijat arvioivat, että samalla alueella on lisäksi noin 10 000 sinkkuelämää viettävää mustaa aukkoa.

–Kaikki tarvittava teorian vahvistamiseksi löytyy Linnunradan keskustasta, Hailey sanoo.

Sen lisäksi, että uudella menetelmällä saadaan tietoa maailmankaikkeuden nykytilasta, menneisyydestä ja tulevaisuudesta, tieto voi auttaa paikantamaan uusia gravitaatioaaltojen lähteitä.

Gravitaatioaallot ovat maailmankaikkeuden rajuimpien tapahtumien synnyttämiä aika-avaruuden hienoisia vääristymiä, jotka ovat edenneet universumissa jopa miljardeja vuosia.

Vesa Vanhalakka Twitterissä: @vanhalakka

Gravitaatioaalto

Albert Einstein ennusti gravitaatioaaltojen olemassaolon yli sata vuotta sitten yleisessä suhteellisuusteoriassa.

Painovoima-aaltoja eli gravitaatioaaltoja syntyy avaruuden erittäin rajuissa tapahtumissa: esimerkiksi kun tähti räjähtää elinkaarensa päätteeksi, kun kaksi mustaa aukkoa sulautuu yhdeksi tai kun kaksi neutronitähteä pyörii vinhasti toistensa ympäri.

Painovoima-aallot ovat edenneet maailmankaikkeudessa miljardien vuosien ajan. Niitä on erittäin vaikeata havaita, sillä avaruudessa edetessään ja maapallon saavuttaessaan ne ovat laimentuneet.

Ensimmäinen havainto gravitaatioaallosta julkistettiin Washingtonissa 11. helmikuuta 2016. Aalto oli lähtenyt liikkeelle kahdesta mustasta aukosta, jotka olivat sulautuneet yhteen 1,3 miljardia vuotta sitten. Aukkojen massat olivat 29 ja 36 Auringon massaa. Niistä syntyi 62 Auringon massainen musta aukko.

Gravitaatioaaltojen havaitsemisen on sanottu olevan yksi vuosituhannen tärkeimmistä tiedelöydöistä.


Kommentit (2)

  • Nimetön

    Ne mustat ”aukot” eivät oikeasti ole mitään aukkoja, niistä vain ei säteile valoa. Parempi nimitys niille olisi mustat möykyt.

  • Arvi

    Kun puhutaan mustasta aukosta, olisi parempi puhua Tihentymästä, josta valo ei pusty heijastumaan.
    Miten suuri pitää olla vetovoima, jonka jälkeen valo ei heiujastu siitä?

Kirjoita kommentti

Perustele, kirjoita selkeästi, älä vähättele ihmisiä, ÄLÄ HUUDA. Pysy aiheessa ja muista käytöstavat. Kommentit luetaan ja tarvittaessa muokataan ennen julkaisua.

Meillä on nollatoleranssi alatyyliselle ilmaisulle, henkilöön käyvälle arvostelulle ja vihamielisyydelle. Emme julkaise kommentteja, joiden ainoa sisältö on negatiivinen mielipide vailla perusteluja. Jätämme julkaisematta myös ne kommentit, joissa ei lainkaan piitata oikeinkirjoituksesta kuten isoista alkukirjaimista tai välilyönneistä.

Kiitos etukäteen rakentavasta kommentistasi!

Pääaiheet

Sammio