Mustan aukon kaasukertymästä saatiin entistä tarkempi kuva

Tutkijat ovat saaneet kuvattua supermassiivista mustaa aukkoa ympäröivän kaasukertymän entistä tarkemmin. Tutkimusten aikana saatiin sattumalta tallennettua myös suuren materiamäärän ajautuminen mustan aukon suihkuun ja siitä aiheutunut gammapurkaus.

tiede
Kuva mustaa aukkoa ympäröivästä kaasusta, jonka keskiosassa on monenkirjavaa väriä.
Kaksi kansainvälistä tähtitieteiljäryhmää ovat saaneet tähän mennessä parhaan kuvan hiljaisen mustan aukon ympäristössä olevasta molekylaarisesta kaasusta galaksissa NGC 1433. Kuva on koottu ALMA-teleskooppiryhmän ja Hubble-avaruusteleskoopin mittauslaitteiden tuloksista, jotka on muokattu ihmissilmälle näkyvään muotoon.European Southern Observatory (ESO)

Tähtitieteilijät ovat onnistuneet kuvaamaan paljon tarkemmin galaksin keskustassa sijaitsevaa mustaa aukkoa ympäröivän kaasupilven. Tutkimusten aikana onnistuttiin sattumalta kuvaamaan myös suuren materiamäärän ajautuminen suihkuun ja sen synnyttämä voimakas gammapurkaus. Tulokset julkaistiin Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Tutkimuksissa on käyetty maaliskuussa toimintansa aloittanutta ALMA-radioteleskooppiryhmää. Pohjois-Chilessä Atacaman autiomaassa sijaitseva ALMA on suurin laatuaan.

Sen 66 antennia käytettiin kuvaamaan 30 miljoonan valovuoden päässä sijaitsevaa, verrattain hiljaista, supermassiivista mustaa aukkoa galaksissa NGC 1433 sekä 11 miljardin valovuoden päässä sijaitsevaa hyvin aktiivista supermassiivista mustaa aukkoa kvasaarissa PKS 1830-211.

Mustat aukot ovat nuorempina olleet selvästi nykyistä aktiivisempia - ne nielivät runsaasti materiaa ja suihkuttivat sitä myös navoiltaan ulos.

PKS 1830-211:n tutkijoille näkyvä säteily lähti liikkeelle 11 miljardia vuotta sitten, maailmankaikkeuden ollessa vain viidenneksen nykyisestä iästään. Tästä katseesta menneisyyteen johtunee myös sen havaittu aktiivisuus.

Suihku voi rikkoa tulevan tähden

Supermassiivisten mustien aukkojen navoilla sijaitsevat suihkut muodostuvat sähkömagneettisesti varautuneista hiukkasista. Kun mustaa aukkoa lähestyvät hiukkaset hieroutuvat toisiaan vasten, osaan niistä syntyy varaus ja mustan aukon magneettikentät tarttuvat niihin sen vetovoimaa voimakkaammin.

Kun muu aine lähestyy mustaa aukkoa sen päiväntasaajaa kiertävällä kertymäkiekolla, varauksen saavat hiukkaset virtaavat aukon ympäri magneettikentän viivojen mukaisesti kohti napoja ja sieltä suoraan poispäin spiraalimaisen magneettikentän keskellä virraten. Suihkut eivät siis tule mustasta aukosta, vaan sen ulkopuolella virtaavasta hiukkasmassasta.

Mustien aukkojen kaasukertymien ja suihkujen tutkimuksesta toivotaan lisätietoa galaksien kehittymistavoista. Suihku voi jopa keskeyttää tähtien syntyprosesseja. Jos aukko ampuu suihkun mukana massiivisen materiamäärän, se voi painovoimallaan vetää kappaleksi galaksin kaasukeskittymiä, jotka muuten tiivistyisivät lopulta tähdiksi.

Navoille pyrkiessään kaasu myös tiivistyy, kuumenee ja synnyttää gammasäteilyä. Tutkiessaan tähtitieteilijät sattuivat myös näkemään tilanteen, jossa suuri materiamäärä saapui PKS 1830-211:n navalle ja sinkoutui suihkun mukana pois.

Suihkun juuressa, tiiviimmällä hetkellään, se synnytti myös voimakkaan gammasäteilypurkauksen. Kyseessä onkin ensimmäinen kerta, kun mustien aukkojen suihkujen gammasäteily on saatu paikannettua suihkun juureen.

Linnunrata ei suihkuta

Myös meidän oman galaksimme, Linnunradan, keskustassa on musta aukko. Se on kuitenkin kooltaan selvästi tutkimuksessa käytettyjä mustia aukkoja pienempi, eivätkä tutkijat ole havainneet sen synnyttävän navoilleen hiukkassuihkuja. Tosin asia on voinut olla toisin Linnunradan nuoruudessa.

Linnunrata näkyy tähtien ja kaasun tiiviimpänä kaistaleena yöllisellä taivaalla, mutta Suomessa yötaivaan tuijottaja ei pääse tarkkailemaan galaksin keskustaa. Meiltä katsottaessa taivaalla näkyy sauvaspiraaligalaksimme ulkoreuna, keskustan nähdäkseen pitää matkustaa eteläiselle pallonpuoliskolle.