mustissa aukoissa on jotain luonnostaan kiehtovaa. Ehkä ne ovat avaruudessa vaanivia näkymättömiä petoja, jotka joskus repivät ohikulkevia tähtiä kahtia ja sirottelevat niiden jäännökset. Mitä se onkaan, nämä oudot kosmiset esineet kiehtovat edelleen tiedemiehiä ja maallikoita.

mutta mistä mustat aukot tulevat? Miten ne muodostuvat, ja mikä antaa niille tällaisen kunnioittavaa pelkoa herättävän tuhovoiman?

ennen kuin voimme vastata tähän, meidän on esitettävä vielä perustavanlaatuisempi kysymys: Mikä on musta aukko? ”Pohjimmiltaan se on esine tai piste avaruudessa, jossa painovoiman vetovoima on niin voimakas, että mikään ei voi paeta siitä”, kertoi astrofyysikko Neta Bahcall Princetonin yliopistosta New Jerseystä Live Sciencelle. Valoaallotkin imetään sisään, minkä vuoksi mustat aukot ovat mustia.

nämä eriskummalliset esineet syntyvät kuin kuolleiden tähtien tuhkasta versovat foiniksit. Kun massiiviset tähdet tulevat elämänsä päähän, vety, jota ne ovat fuusioineet heliumiksi, on lähes loppunut. Niinpä nämä hirviötähdet alkavat polttaa heliumia ja fuusioida jäljellä olevat atomit vielä raskaammiksi alkuaineiksi, kunnes rauta, jonka fuusiosta ei enää saa tarpeeksi energiaa tähden uloimpien kerrosten pönkittämiseen, sanotaan Swinburnen teknillisen yliopiston Australian astrofysiikan ja supertietokoneiden keskuksessa. Nämä pintakerrokset romahtavat sisäänpäin ja räjähtävät sitten ulos voimakkaana ja kirkkaana purkauksena, jota kutsutaan supernovaksi.

vielä pieni osa tähdestä jää taakse. Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian yhtälöt ennustavat, että jos tällä jäännöksellä on noin kolme kertaa Maan Auringon massa, jäännöstähden voimakas painovoima musertaa kaiken muun ja materiaali, josta se on tehty, murskaantuu äärettömän pieneen pisteeseen, jonka tiheys on ääretön, Nasan mukaan. Fysiikan tunnetut lait eivät pysty käsittelemään tällaisia mielen taivuttavia äärettömyyksiä. ”Jossain vaiheessa ne hajoavat, emmekä oikein tiedä, mitä tapahtuu”, Bahcall sanoi.

Jos tämä tähtijäänne on yksin, musta aukko yleensä vain istuu siellä tekemättä paljoa. Mutta jos kaasu ja pöly ympäröivät kohdetta, se aine imaistaan mustan aukon mahaan ja syntyy kirkkaita valopurkauksia, kun kaasu ja pöly kuumenevat ja pyörivät ympäriinsä kuin vesi, joka menee viemäriin. Musta aukko liittää tämän massan itseensä, jolloin kappale voi kasvaa, Bahcall sanoi.

Jos kaksi mustaa aukkoa kohtaa toisensa, kummankin voimakas painovoima vetää toisiaan puoleensa, ja ne tulevat yhä lähemmäksi pyörien toistensa ympärillä. Niiden yhteinen massa ravistelee läheisen aika-avaruuden rakennetta ja lähettää gravitaatioaaltoja. Vuonna 2015 tähtitieteilijät löysivät tällaisia gravitaatioaaltoja Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) – nimisen Laserinterferometrin avulla, Live Science uutisoi aiemmin.

”se oli ensimmäinen kerta, kun pystyimme todella näkemään mustia aukkoja ja vahvistamaan niiden olemassaolon”, Bahcall sanoi lisäten, että tulokset olivat myös kaunis vahvistus Einsteinin ennustusyhtälöille.

tutkijat olivat löytäneet epäsuoria todisteita mustista aukoista aiemminkin, kun he näkivät Linnunrata-galaksimme keskustassa olevia tähtiä kiertämässä jättimäistä näkymätöntä kohdetta, Universe Today raportoi. Miten tällaiset supermassiiviset mustat aukot — joilla voi olla miljardikertainen massa aurinkomuotoomme verrattuna-ovat erinomainen kysymys, Bahcall sanoi.

tutkijat uskovat, että nämä supermassiiviset mustat aukot olivat aikoinaan paljon pienempiä ja muodostuivat vaatimattomamman kokoisina mustina aukkoina universumimme alkuaikoina. Kosmologisen ajan kuluessa nämä kappaleet imivät itseensä kaasua ja pölyä ja sulautuivat toisiinsa kasvaakseen, päätyen kolossaalisiksi hirviöiksi. Mutta monet tämän tarinan yksityiskohdista jäävät epäselviksi, Bahcall sanoi.

tähtitieteilijät ovat havainneet kvasaareiksi kutsuttuja kohteita, jotka hohtavat kirkkaammin kuin tuhannet galaksit yhteensä ja joiden uskotaan saavan voimansa ainetta kuluttavista supermassiivisista mustista aukoista. Kvasaareja on nähty jo ensimmäiset miljardi vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, jolloin universumimme muodostui, jättäen tutkijat raapimaan päätään siitä, miten näin valtavat kappaleet voivat muodostua niin nopeasti, Bahcall sanoi.

”se todella korostaa ja monimutkaistaa kysymystä”, Bahcall sanoi, ja se on edelleen hyvin aktiivinen tutkimusaihe.

julkaistu alun perin Live Science-sivustolla.