Mustat aukot ovat avaruusobjekteja, joiden tiheys on niin suuri, että edes valo ei pääse pakoon äärimmäisistä 'gravitaatiokynsistään'. Mutta se, että he ovat näkymättömiä, ei tarkoita sitä, ettemme löydä tapoja tarkkailla niitä.
Tällä kertaa tähtitieteilijät ovat kartoittaneet supermassisen pyörteen ääriviivat galaksista IRAS 13224-3809, joka löytyy Centaurus-tähdistöstä, noin miljardin valovuoden päässä Maasta.
Tämän saavuttamiseksi tutkijat käyttivät havaintoja kasvavasta mustasta aukosta, jonka teki Euroopan avaruusjärjestön (ESA) XMM-Newtonin röntgentutkimuslaitos.
Akkressio toimii näin: Kun avaruudessa oleva aine vetää mustaa aukkoa, se saavuttaa niin suuren nopeuden, että spiraalimateriaali lämpenee saavuttaen miljoonien asteiden (ja jopa korkeamman) lämpötilat.
Tämä ylikuumentunut pyörre luo säteilyn, joka voidaan havaita avaruusteleskoopeilla, kun röntgensäteet törmäävät ja heijastavat pyörteen läheisyydessä olevia kaasupartikkeleita.
Tutkijoiden mukaan näiden vuorovaikutusten tarkkailu on analogista kaikua ja samalla tavalla kuin äänen jälkikaiunta voi kertoa meille kolmiulotteisten tilojen muodosta ja rakenteesta, jotta 'valokaiku' voi myös paljastaa supermassiivisten mustien aukkojen näkymättömän muodon.
Musta aukko, joka ruokkii ympäröivää kaasua koronaalisilla tärinöillä. (ESA)
“Vastaavasti voimme havaita, kuinka röntgenkaiut etenevät mustan aukon läheisyydessä kartoittamaan alueen geometriaa ja aineen kasautumisen tilaa ennen kuin se katoaa singulariteetiksi”, kertoo astrofyysikko William Allston Cambridgen yliopistosta.
“Se näyttää kosmiselta kaikupaikalta.”
Röntgensäijälikartoitukseksi kutsuttu tekniikka ei ole uusi, mutta se on kehittymässä. Alston ja hänen tiiminsä saivat valokaikuja yli 23 päivän IRAS 13224-3809 -tarkkailusta.
Näin tehdessään he näkivät jotain, mitä heidän ei odotettu näkevän: mustan aukon korona – alueen erittäin kuumien elektronien alue, joka leijuu esineen kiinnityskiekon yläpuolella – räjähti liekkeihin, sen kirkkaus muuttui 50 kertaa muutamassa tunnissa.
“Kun kruunu muuttuu, valokaiku muuttuu, ikään kuin talon katto liikkuisi ylös ja alas muuttamalla äänesi ääntä”, Alston sanoo.
“Valokaiku seuraamalla pystyimme näkemään tämän muuttuvan koronan ja – vielä mielenkiintoisemman – saamaan paljon parempia arvoja mustan aukon massalle ja pyörimiselle kuin olisimme voineet määrittää, jos korona ei olisi muuttunut kooltaan.”
Tämä välähdys supermassiivisesta mustasta aukosta IRAS 13224-3809 voi olla ennennäkemätön yksityiskohtien suhteen.
Tutkijat toivovat nyt käyttävänsä samaa menetelmää mustien aukkojen fysiikan tutkimiseen monissa muissa kaukaisissa galakseissa. Sadat supermassiiviset mustat aukot ovat XMM-Newtonin alueella, ja lisää tulee näkyviin, kun ESA: n Athena-satelliitti lähtee kiertoradalle vuonna 2031.
Mitä nämä pyörivät pyörteet kertovat meille, jää nähtäväksi, mutta näyttää siltä, että olemme uskomattomien löytöjen partaalla.
Tulokset ilmoitetaan Nature Astronomy -lehdelle.
Lähteet: Kuva: ESA
