Seitsemän miljardia vuotta sitten kaksi mustaa aukkoa muodostivat yhteentörmäyksessä 142 Auringon massaa vastaavan aukon. Taiteilijan näkemys. Kuva: <span class="photographer">Max Planck -instituutti</span>
Seitsemän miljardia vuotta sitten kaksi mustaa aukkoa muodostivat yhteentörmäyksessä 142 Auringon massaa vastaavan aukon. Taiteilijan näkemys. Kuva: Max Planck -instituutti

Keskikokoisista mustista aukoista ei ole löytynyt minkäänlaisia todisteita, ennen kuin nyt.

Tutkijat ovat tehneet kaikkien aikojen ensimmäisen havainnon keskikokoisesta mustasta aukosta, kertoo tiedejulkaisu Nature.

Musta aukko syntyi todennäköisesti kahden pienemmän aukon yhteentörmäyksessä. Kyseessä on suurin ja kaukaisin mustien aukkojen törmäys, joka on onnistuttu havaitsemaan gravitaatioaaltojen avulla.

Havainto on merkittävä, sillä koskaan aikaisemmin keskikokoisesta mustasta aukosta ei ole onnistuttu tekemään suoria havaintoja.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Toinen musta aukko oli massaltaan 66 Aurinkoa ja toinen 85. Yhteentörmäyksessä ne muodostivat 142 Auringon massaa vastaavan mustan aukon. Yhdeksää Aurinkoa vastaava massa muuttui törmäyksessä energiaksi, joka havaittiin Maassa gravitaatioaaltoina seitsemän miljardia vuotta myöhemmin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Havainnot mustien aukkojen yhteentörmäyksestä tehtiin Yhdysvalloissa ja Italiassa sijaitsevilla Ligo- ja Virgo-gravitaatioaaltohavaitsimilla toukokuussa 2019. Gravitaatioaaltosignaali sai nimekseen GW190521.

Tähän asti havaitut mustat aukot ovat asettuneet kokoluokaltaan kahteen kategoriaan, pieniin ja supermassiivisiin. Pienet mustat aukot syntyvät suurten tähtien kuolinromahduksessa. Niiden massa vastaa enimmillään muutaman kymmenen Auringon massaa.

Supermassiiviset mustat aukot puolestaan vastaavat massaltaan miljoonia tai jopa miljardeja Aurinkoja, ja niiden painovoima vetää kokonaisia galakseja ympärilleen. Myös Linnunradan keskeltä löytyy supermassiivinen musta aukko, joka tunnetaan nimellä Sagittarius A*.

Keskikokoiset mustat aukot vastaavat massaltaan 100–100000 Aurinkoa. Ne kiinnostavat tutkijoita erityisen paljon siksi, että keskikokoiset aukot voivat kertoa uutta tietoa supermassiivisten mustien aukkojen alkuperästä.

Nykyteorioiden mukaan supermassiiviset mustat aukot ovat syntyneet lukuisten pienten mustien aukkojen törmäyksistä. Tämä tarkoittaa sitä, että tähtien romahduksesta syntyneiden mustien aukkojen tulisi kasvaa pienistä keskikokoisiksi ja lopulta supermassiivisiksi.

Keskikokoisista mustista aukoista ei kuitenkaan ole löytynyt minkäänlaisia todisteita, ennen kuin nyt.

”Tässä on kyse yhdestä astrofysiikan suurimmasta mysteeristä: Kuinka supermassiiviset mustat aukot syntyvät? Kasvavatko ne pienien aukkojen yhteentörmäyksistä vai syntyvätkö ne tavalla, jota me emme vielä ymmärrä?” kysyi Northwesternin yliopiston fyysikko Christopher Berry tiedotteessa.

”Olemme pitkään yrittäneet etsiä todisteita keskikokoisesta mustasta aukosta tätä teoriaa tukemaan, ja nyt sellainen on vihdoinkin löytynyt.”

Tutkijoiden mukaan suuren tähden romahtaminen ei voi nykytietämyksen valossa saada aikaan 60–120 Auringon massan kokoista mustaa aukkoa. Tämä johtuu siitä, että kaikkein suurimmat tähdet hajoavat kuollessaan kaasuksi ja avaruuspölyksi supernovaräjähdyksessä.

Havainnon tehneet tutkijat uskovat, että toisiinsa törmänneet 66 ja 85 Auringon massan mustat aukot olivat kumpikin niin sanottuja ”toisen sukupolven” aukkoja, jotka ovat syntyneet yhdistymällä jo aiemmin kahden pienen aukon törmäyksestä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla