Kosminen kolari luo keskikastin mustan aukon

Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa nähneet, kun kaksi mustaa aukkoa törmää ja sulautuu yhteen. Tuloksena on keskikastin musta aukko, joka on massaltaan yli sata kertaa Auringon kokoinen.

Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa nähneet, kun kaksi mustaa aukkoa törmää ja sulautuu yhteen. Tuloksena on keskikastin musta aukko, joka on massaltaan yli sata kertaa Auringon kokoinen.

Getty Images

Tähtitieteilijät pääsivät äskettäin näkemään tähän asti suurimman kosmisen kolarin, kun kaksi mustaa aukkoa törmäsi. Ne sulautuivat yhteen, ja tuloksena oli uudenlainen musta aukko, jollaista ei ollut ennen nähty.

Yhteen törmänneet mustat aukot olivat massaltaan 66 ja 85 kertaa Auringon kokoisia. Tutkijoiden laskelmien mukaan yhteensulautumisen tuloksena syntyi uusi musta aukko, jonka massa on 142 kertaa Auringon kokoinen.

Kolarissa siis vapautui yhdeksän kertaa Auringon massan verran energiaa. Suurin osa siitä leviää nyt avaruuteen gravitaatioaaltoina. Niitä mitataan ilmaisinlaitteilla, joita ovat LIGO Yhdysvalloissa ja Virgo Italiassa.

© LIGO/Caltech/MIT/R. Hurt (IPAC)

Gravitaatioaallot kertovat mustien aukkojen koon

Kun mustat aukot törmäävät, avaruuteen vapautuu valtava määrä energiaa gravitaatioaaltoina. Aaltojen voimakkuus kertoo, miten suuria kolaroineet mustat aukot olivat.

Vanha yläraja: 100 Auringon massaa

Kaikki LIGOn ja Virgon tähän havaitsemat gravitaatioaallot ovat syntyneet alle 100 Auringon massan kokoisista mustista aukoista.

Uusi ennätys

Tuoreen törmäyksen analyysi on osoittanut, että siinä törmäsivät 66 kertaa ja 85 kertaa Auringon kokoiset mustat aukot. Tuloksena oli 142 kertaa Auringon kokoinen musta aukko.

Nyt nähty törmäys ei ole vain suurin tunnettu mustien aukkojen kolari vaan myös etäisin mustien aukkojen yhteensulautuminen, josta on havaittu gravitaatioaaltoja. Se tapahtui alueella, joka on nyt 17 miljardin valovuoden päässä Maasta.

Itse kolari ei silti tapahtunut 17 miljardia vuotta sitten. Siitä on vain seitsemän miljardia vuotta. Silloin maailmankaikkeus oli siis puolet nuorempi kuin nyt. Maailmankaikkeuden laajentumisen seurauksena kolarialue on vain siirtynyt kauas alkuperäisiltä sijoiltaan.

Muinainen mustien aukkojen yhteentörmäys synnytti gravitaatioaaltoja, jotka seitsemän miljardia vuotta avaruudessa levittyään päätyivät Maahan Virgo- (kuvassa) ja LIGO-ilmaisimiin.

© Getty Images & The Virgo Collaboration

Havainnon tekee merkittäväksi juuri se, että uusi musta aukko on massaltaan 142 kertaa Auringon kokoinen. Se on siis kooltaan mustien aukkojen keskikastia, ja juuri sellaisia teorioiden mukaan syntyy, kun mustat aukot sulautuvat yhteen.

Kolarin osapuoletkin törmäysten tulosta

Pienet mustat aukot syntyvät, kun alle 60 kertaa Auringon kokoiset tähdet kuolevat. Sitä suurempi tähti puhaltaa viime töikseen aineesta avaruuteen, eikä siitä voi syntyä mustaa aukkoa.

Nyt nähdyn törmäyksen osapuolet olivat 66 ja 85 kertaa Auringon kokoisia, joten todennäköisesti nekin ovat aikoinaan syntyneet mustien aukkojen kolareista.

© Shutterstock

1. Alkuperäinen musta aukko

Teorioiden mukaan pian alkuräjähdyksen jälkeen syntyi hyvin pieniä mustia aukkoja, jotka olivat atomin kokoisia ja vuoren painoisia.

© Shutterstock

2. Tähden painoinen musta aukko

Tällainen musta aukko syntyy, kun 5–60 kertaa Auringon massainen tähti tulee elinkaarensa loppuun ja romahtaa kasaan. Tätä isommistä tähdistä ei synny mustaa aukkoa, vaan niiden materia leviää avaruuteen.

© Shutterstock

3. Keskikastin musta aukko

Massaltaan 100–100 000 kertaa Auringon kokoinen. Syntyy, kun kaksi tai useampi tähden painoista mustaa aukkoa törmää ja sulautuu yhteen.

© Shutterstock

4. Superraskas musta aukko

Vastaa massaltaan yli miljoonaa Aurinkoa. Superraskas musta aukko on todennäköisesti lähes jokaisen galaksin ytimessä. Se syntyy samanaikaisesti, kun sitä ympäröivä galaksi muotoutuu.

Uusimman havainnon jälkeen tähtitieteilijöiltä puuttuvat todisteet enää vain kaikkein pienimmän kokoluokan mustista aukoista. Teorian mukaan ne syntyivät pian alkuräjähdyksen jälkeen. Niiden läpimitta oli atomin mittainen, mutta massaa niillä oli yhtä paljon nykyin vuorilla Maan päällä.