Albert Einstein ennusti mustien aukkojen olemassaolon yli 100 vuotta sitten, mutta niistä tiedetään edelleenkin yllättävän vähän.
Nyt astronomit ovat ensimmäistä kertaa havainneet valoa, joka on peräisin superraskaan mustan aukon takana sijaitsevasta lähteestä.
Havainto todistaa, että mustilla aukoilla on niin suuri painovoima, että ne voivat kaareuttaa ympärillään olevaa valoa aivan kuten Einstein kuvasi yleisessä suhteellisuusteoriassaan.
Musta aukko kaarauttaa aika-avaruutta
Mustaan aukkoon päätyvä valo ei pääse sieltä enää pois.
Kun mustat aukot imevät valtavalla painovoimalla kaikkea materiaa, ne säteilevät voimakasta röntgensäteilyä, joka näkyy koronana aukon ympärillä.
Kun Stanfordin yliopiston tutkijat suuntasivat kaksi teleskooppia – Esan XMM-Newtonin ja Nasan NuSTARin – kohti Zwicky 1 -kierteisgalaksin keskuksessa sijaitsevaa mustaa aukkoa, he havaitsivat koronan röntgensäteilyä.
Lisäksi he havaitsivat pienempiä röntgenpurkauksia, jotka olivat eri värisiä, eli ne eivät voineet olla peräisin mustan aukon koronasta.
Tutkijoiden laskelmien mukaan valo oli kaiku. Se on peräisin mustan aukon toiselta puolelta, jota yleensä ei voida havainnoida.
Valokaiku on juoru mustan aukon toiselta puolelta
Epäsäännönmukaisuus heijastuneessa röntgensäteilyssä johti astronomit mustan aukon toiselta puolelta peräisin olevan valon jäljille.
Musta aukko luo äärimmäiset olosuhteet
Mustan aukon ympärille syntyy hehkuvan kuuma, pyörivä kaasusta ja materiasta muodostuva kiekko.
Magneettikenttä synnyttää röntgensäteilyä
Kiekon lämpötila luo magneettikentän (corona), jonka kenttäviivat ulottuvat 60 miljoonan kilometrin päähän ja synnyttävät vapaita elektroneja ja röngtenpurkauksia (flare).
Röntgensäteily heijastuu
Röntgensäteily heijastuu ja se voidaan havaita kiekossa. Astronomit havaitsivat röntgensäteilyä, joka ei voinut olla peräisin näkyvistä purkauksista. Se oli heijastus mustan aukon toiselta puolelta.
Havaintojen perusteella tutkijat saattoivat todeta, että mustat aukot taivuttavat valoa ja muokkaavat aika-avaruutta. Aika-avaruudessa on kolme avaruudellista ulottuvuutta (pituus, leveys ja syvyys) ja yksi aikaulottuvuus. Samalla havainto todisti jälleen yhden Einsteinin ennustuksen.
Havainto julkaistiin Nature-tiedelehdessä.
Uusi teleskooppi tutkii galaksien alkuperää
Kun tutkijat nyt havaitsivat valonvälähdyksen mustan aukon toiselta puolelta, he voivat tutkia, miten materiaa imeytyy mustaan aukkoon.
Samalla saadaan lisää tietoa mustista aukoista, miten ne kasvavat, miten ne imevät materiaa, ja miten ne vaikuttavat galaksien, kuten oman Linnunratamme, syntyyn.
Vuonna 2031 laukaistavan Esan Athena-avaruusteleskoopin tavoitteena on tutkia mustan aukon röntgensäteilyä aiempaa tarkemmin.