Eurooppalainen tähtitieteilijäryhmä on saanut uudella GRAVITY-havaintolaitteella havaintoja Linnunradan keskustassa sijaitsevan mustan aukon alueesta. Tutkimuksessa on yhdistetty valoa neljältä 8,2-metrin teleskoopilta.

GRAVITY luotaa äärimmäisen vahvoja painovoimakenttiä lähellä Linnunradan keskustan supermassiivista mustaa aukkoa. Samalla testataan Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa.

GRAVITY on osa Euroopan eteläisen observatorion VLT-laitteistoa. VLT on lyhenne sanoista Very Large Telescope. Yhdistämällä valoa neljältä teleskoopilta se saavuttaa saman erotuskyvyn ja paikkamittausten tarkkuuden kuin halkaisijaltaan jopa 130-metrinen teleskooppi.

Havaintokohde on Jousimiehen tähdistön suunnalla noin 26 000 valovuoden etäisyydellä Maasta.

Yksi GRAVITYn päätavoitteita on tehdä yksityiskohtaisia havaintoja Linnunradan keskustan neljän miljoonan auringon massaisen mustan aukon ympäristöstä. GRAVITYn avulla luodataan mustaa aukkoa ympäröivää painovoimakenttää ennenäkemättömän yksityiskohtaisesti.

Aiemmin tänä vuonna uutisoitiin, että avaruuden mustista aukoista otetaan ensimmäisen kerran kuvia ensi vuoden alussa, jos Arizonan yliopiston tutkijaryhmän hanke onnistuu. Työssä käytetään apuna yhdeksää radioteleskooppia eri mantereilla.

Yhtenä haasteena ovat mustaa aukkoa ympäröivät kaasu- ja pölypilvet, jotka voivat hämärtää näkymää. Toisaalta niiden käyttäytyminen voi antaa arvokasta tietoa siitä, mitä mustan aukon reunoilla tapahtuu. Teorian mukaan aukko vääristää aika-avaruutta ja muodostaa siihen syvän ”kuopan”.

Laitteet keräävät tietoa Etelämantereella, Chilessä, Havaijilla, Espanjassa, Meksikossa ja Yhdysvaltain Arizonan osavaltiossa. Aineisto käsitellään tätä tehtävää varten kehitetyillä laskentaohjelmilla. Radiotaajuisten havaintojen perusteella rakennetaan valokuvia.

Tutkijaryhmän johtaja Feryal Özel kertoi BBC:lle, että havaintokohteena on Linnunradan keskuksessa sijaitseva musta aukko. Se on Jousimiehen tähdistön suunnalla noin 26 000 valovuoden etäisyydellä Maasta. Aukon koko on vain 17 kertaa Auringon läpimitta, joten se on tältä etäisyydeltä häviävän pieni.

”Alkuperäinen musta aukko on todennäköisimmin kasvanut kertymällä useista mustista aukoista ja tähdistä.”

Oikeastaan ei voida puhua mustan aukon ”koosta”, koska itse aukko on pelkkä äärimmäisen tiivis piste ilman ulottuvuuksia. 17-kertainen läpimitta viittaa aukon niin sanottuun tapahtumahorisonttiin, ja juuri siitä aiotaan nyt saada kuvia.

Mustat aukot yleensä syntyvät, kun massiivisten tähtien ydin romahtaa äärettömän pieneksi ja tiheäksi kohteeksi. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan massa saa avaruuden kaareutumaan.

Tapahtumahorisontti on mustaa aukkoa ympäröivä alue, josta mikään, edes valo ei pääse ulos. Aukko luo niin vahvan painovoimakentän, että avaruus ”taipuu” sen ympärillä ja imaisee sisäänsä lähistöltään kaiken.

Mustan aukon massa on yleensä vain sama kuin sen tähden massa, jonka romahtaessa aukko on syntynyt. Siten sen painovoimakenttä ei vaikuta lähiavaruuteen sen enempää kuin tähtikään vaikutti ennen kuin se räjähti supernovana ja sen sisäkerrokset romahtivat mustaksi aukoksi.

”Koska kyseisen kohteen massa on noin neljä miljoonaa Auringon massaa, mahdollinen alkuperäinen musta aukko on todennäköisimmin kasvanut kertymällä useista mustista aukoista ja tähdistä. Viime vuonna kohteesta tuli voimakas röntgenvälähdys, joka saattoi aiheutua esimerkiksi asteroidin hajoamisesta sen syöksyessä mustaan aukkoon”, tarkentaa Markku Saarimaa Ursasta.