Outoja reikiä Linnunradan tähtivirrassa – Yhdestä pääepäillystä ei ole edes havaintoja

Jokin iso ja tiivis on puhkonut reikiä Linnunradan suurimpaan tähtivirtaan. Voiko kyse olla pimeästä aineesta?

pimeä aine
linnunrata
Kotigalaksimme Linnunrata tähtitaivaaalla.AOP

Tähtitieteilijät ovat tehneet häkellyttävän löydön Linnunradan tähtimerestä: jokin vielä tuntematon ilmiö on saanut aikaan "kosmisia luodinreikiä" kotigalaksimme suurimpaan tähtivirtaan, joka tunnetaan nimellä GD-1.

Tähtivirtojen tähdet liikkuvat galaksien sisällä pitkinä vanoina. Niitä muodostuu, kun pienet tähtijoukot törmäävät itseään isompiin galakseihin. GD-1:n muodostama tähtivirta on syntynyt pallomaisen tähtijoukon törmättyä Linnunrataan kauan sitten. Nykyisin se levittäytyy suurena joukkona tähtitaivaalle.

Muuten yhtenäisessä tähtivirrassa voi joskus olla yksittäinen aukko, josta alkuperäisen tähtijoukon tähdet ovat lähteneet virtaamaan vastakkaisiin suuntiin.

Yhdysvalloissa Harvard-Smithsonianin astrofysiikan laitoksella työskentelevä tutkija Ana Bonaca on kuitenkin löytänyt GD-1:stä yllättäen toisenkin aukon. Hän esitteli tutkimuksiaan viime kuussa Denverissä Yhdysvalloissa.

Aukkojen reunat näyttävät siltä, että jokin tiheä kappale olisi tunkeutunut niiden kohdilta tähtivirran lävitse. Samalla se olisi heitellyt yksittäisiä tähtiä valtavalla painovoimallaan.

Voisiko kyseessä olla pimeä aine?

Vaikka reiät muistuttavatkin monin tavoin luodinreikiä, ei sellaista kosmista pyssymiestä olekaan, joka olisi ne saanut aikaiseksi. Mistä voisi sitten olla kyse?

Live Sciencen (siirryt toiseen palveluun) haastattelema Bonaca sanoo, ettei alueella ole nähtävissä mitään tavallisesta aineesta koostuvaa kohdetta, joka olisi voinut ne aiheuttaa. Sellaisen täytyisi olla merkittävästi suurempi kuin tähti, noin miljoonan Auringon massainen. Bonaco on yrittänyt paikantaa tuntomerkkeihin sopivaa kohdetta, mutta ainakin toistaiseksi tuloksetta.

Gaia
Tähtivirta, jossa näkyy tuntemattomasta syystä syntyneitä reikiä.American Physical Society. New astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca/GAIA

Kyseeseen voisi tulla myös musta aukko, mutta sen olisi oltava samaa kokoluokkaa kuin Linnunradan keskustan supermassiivinen musta aukko, sanoo Bonaca. Jos sellaisesta olisi kyse, sitä ympäröivän kertymäkiekon säteilyn tai purkausten pitäisi olla havaittavissa.

Kenties kiinnostavin on kolmas vaihtoehto, jota Bonaca tarjoaa: olisiko kyse suuresta pimeän aineen kappaleesta? Vaihtoehdon puolesta puhuu sekin, että reikien aiheuttaja on läpimitaltaan peräti 30–65 valovuotta.

Pimeä aine, josta ei ole suoria havaintoja, muodostaa nykykäsityksen mukaan noin neljänneksen maailmankaikkeuden massasta.

Ihmisen silmin katsottuna universumimme näyttää koostuvan tavallisesta aineesta, mutta galaksit käyttäytyvät kuin ne koostuisivat jostain paljon raskaammasta. Tätä aukkoa täyttävät pimeä aine ja pimeä energia.

Teorioita on useita, mutta tiede ei tiedä, mistä pimeä aine voisi koostua. Jokin tiiviistä aineesta muodostunut pallo näyttäisi kuitenkin kulkeneen läpi Linnunradan.

Varma ei ole tämäkään teoria. Kenties reikien aiheuttaja on vain piiloutunut jonnekin näkymättömiin, Bonaca pohtii.

Suomalaistutkija: Pimeä aine yhä arvoitus

Ana Bonaca on arvostettu tutkija, joka on tehnyt vakavasti otettavan tutkimuksen, sanoo Helsingin yliopiston astrofysiikan professori Peter Johansson.

Hänen mukaansa Bonacan käytössä on ollut Euroopan avaruusjärjestön ESA:n Gaia-satelliitin tekemiä aiempaa laadukkaampia havaintoja. Niistäkään ei silti pysty päättelemään, että kuvissa näkyvät aukot ovat pimeän aineen aikaansaamia. Aiheuttaja voi olla esimerkiksi joku toinen tähtijoukko.

Peter Johansson
Astrofysiikan professori Peter Johansson Helsingin yliopistosta.Helsingin yliopisto

Teoria pimeästä aineesta on esitetty jo 50 vuotta sitten. Sitäkään ei tiedetä, millaisena sitä esiintyy. Ainakaan GD-1:n läpäisijä ei voi olla aivan pieni.

– On iso kysymys, onko pimeä aine jakautunut tasaisesti vai muodostaako se "klönttejä". Pimeästä aineesta on paljon teorioita, mutta ei tarkkaa tietoa. Osa tutkijoista ei edes usko siihen ollenkaan.

– Tämä alkaa jo olla nolo juttu tieteelle, Johansson lisää.

Entä mustat aukot? Ne ovat pimeitä ja tiiviitä, joten eivätkö ne voisi olla pimeää ainetta?

Johanssonin mukaan oletus on, että mustat aukot ja pimeä aine ovat eri asioita. Sellainenkin teoria on, että pimeä aine voi muodostaa pieniä mustia aukkoja, mutta Johanssonin mukaan se ei ole valtavirtaa.

Hän korostaa, että Ana Bonacan menelmä on lupaava, mutta se ei vielä ratkaise pimeän aineen arvoitusta.

Lue myös:

Mustasta aukosta saatiin ensimmäinen kuva

Mustan aukon kuva ei yllättänyt mutta avasi uuden aukon tutkia niiden ympäristöä

Tiedeykkönen ekstra: Maailmankaikkeus: Pimeä aine menee lävitsemme

Jurja teoria: Alkuräjähdys synnytti myös antimateriasta koostuvan antiuniversumin, jossa aika kulkee taaksepäin