Tähtitieteilijät ovat löytäneet ensimmäiset suorat todisteet siitä, että musta aukko pyörii, mikä vahvistaa jälleen Einsteinin suhteellisuusteorian. Löytö tehtiin tutkimalla aurinkokunnan kokoisen mustan aukon lähettämiä voimakkaita energiasuihkuja läheisen galaksin Messier 87:n keskellä. Tämä M87-niminen musta aukko on tähän mennessä tutkituin ja ensimmäinen kuvattu suoraan vuonna 2019.
Astrofyysikot ovat pitkään ennustaneet mustien aukkojen pyörivän, mutta tähän asti avaruushirviöiden visualisoinnin monimutkaisuus on vaikeuttanut todisteiden saamista. Tutkijat julkaisivat tulokset 27. syyskuuta Nature-lehdessä.
"Kun on onnistuneesti kuvattu musta aukko tässä galaksissa Event Horizon -teleskoopilla (EHT), kysymyksestä, pyöriikö tämä musta aukko vai ei, on tullut suuri ongelma tutkijoille", Japanin kansallisen tähtitieteellisen observatorion tähtitieteilijä Kazuhiro Hada sanoi lausunnossaan. "Nyt odotukset ovat muuttuneet luottamukseksi. Tämä jättiläinen musta aukko todella pyörii."
Mustilla aukoilla on niin voimakas vetovoima, ettei mikään (edes valo) pääse karkaamaan niiden suusta, mutta se ei tarkoita, ettei niitä voisi nähdä. Tämä johtuu siitä, että aktiivisia mustia aukkoja ympäröivät akkretoitumiskiekot – kaasupilvistä ja tähdistä repeytyneet valtavat materiaalipylväät, jotka kuumenevat kitkan vaikutuksesta punakuumiin, kun ne kiertyvät mustan aukon suuhun.
Osa tästä materiaalista sinkoutuu ulos muodostaen kaksi kuumaa materiaalisuihkua, jotka kulkevat 99,9 % valon nopeudella noin kymmenesosan ajasta. Se, kuinka mustat aukot saavat tarvitsemansa massiivisen energian, on edelleen mysteeri, mutta fyysikot käyttivät Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa ehdottaakseen, että materiaali voisi saada sen avaruushirviöiden magneettikentistä, jos ne pyörivät nopeasti akselinsa ympäri.
Mustat aukot ovat luultavasti saaneet osan pyörimistään varhaisista päivistään tähdinä, jotka yhtäkkiä romahtaessaan sisäänpäin muuttuivat kuin luistelijat, jotka venyttäisivät käsiään pyöriäkseen nopeammin. Ajan myötä tämä pyöriminen luultavasti kasvoi nopeammin johtuen mustien aukkojen repimistä tähdistä tai katastrofaalisista törmäyksistä muiden massiivisten esineiden kanssa.
Etsiessään selitystä tälle vaikeaselkoiselle pyörimiselle tähtitieteilijät kääntyivät supermassiivisen mustan aukon M87 puoleen, joka on valtava aukko avaruudessa ja joka käyttää massaansa (6,5 miljardia kertaa Auringon massaa) vetääkseen koko galaksin itseään kohti.
Tutkimalla M87:ää* maailmanlaajuisella radioteleskooppiverkolla vuosina 2000–2022, tähtitieteilijät havaitsivat, että mustan aukon suihkut tikkuivat edestakaisin kuin metronomi, joka merkitsee 11 vuoden sykliä. Tämä osoitti, että musta aukko precessoi eli huojuu akselillaan pyöriessään, kuten pyörre.
"Olemme innoissamme tästä tärkeästä löydöstä", tutkimuksen johtava kirjoittaja Cui Yuzhu, tähtitieteilijä Zhejiangin laboratoriosta Hangzhoussa, Kiinassa, sanoi lausunnossaan. "Koska mustan aukon ja kiekon välinen etäisyys on suhteellisen pieni ja precessiojakso noin 11 vuotta, M87:n rakennetta seuraavien korkearesoluutioisten tietojen kertyminen kahden vuosikymmenen aikana ja huolellinen analyysi ovat välttämättömiä tämän saavutuksen saavuttamiseksi."
Toisen Einsteinin teorian vahvistuksen lisäksi mustan aukon pyörimisen löytäminen herättää useita mielenkiintoisia kysymyksiä. Niiden joukossa on niitä, jotka liittyvät siihen, mitkä katastrofaaliset tapahtumat ovat saattaneet aiheuttaa nopean pyörimisen, sekä mahdollisuus löytää fotonipalloja - mustaa aukkoa ympäröivä heikko valorengas, joka voisi tarjota tärkeitä vihjeitä kvanttigravitaation teorialle.
Lue myös: