Tähtitieteilijät löysivät 5 miljardin valovuoden päässä sijaitsevasta Cosmic Horseshoe -galaksista uinuvan mustan aukon, joka painaa 36 miljardia auringon massaa ja on massiivisin koskaan havaittu.- Musta aukko havaittiin käyttämällä gravitaatiolinssiä ja tähtikineematiikkaa, mikä ohitti perinteiset menetelmät ja paljasti sen valtavan gravitaatiovaikutuksen.
- Tämä ultramassiivinen musta aukko uhmaa galaksien kehitysmalleja, sillä se on paljon isäntägalaksinsa odotettua suurempi, mikä viittaa galaksien väkivaltaiseen sulautumishistoriaan.
- Löytö kyseenalaistaa mustien aukkojen kasvua koskevat teoriat ja viittaa siihen, että tällaisia jättiläisiä voi olla paljon enemmänkin huomaamatta, mikä muokkaa käsitystämme kosmisista rakenteista.
- Löydökset voivat mullistaa tulevan tutkimuksen, ja ESA:n Euclid-teleskoopin kaltaiset avaruusalukset ovat valmiita paljastamaan lisää piilossa olevia mustia aukkoja vastaavilla tekniikoilla.
Tähtitieteilijät ovat havainneet ehkä massiivisimman koskaan havaitun mustan aukon – uinuvan jättiläisen, joka painaa huikeat 36 miljardia auringon massaa. Tämä on uraauurtava löytö, joka haastaa käsityksemme kosmisista jättiläisistä. Tämä noin 5 miljardin valovuoden päässä Maasta sijaitsevassa Cosmic Horseshoe -galaksissa sijaitseva ultramassiivinen musta aukko ei löytynyt sen väkivaltaisten ravintotottumusten vaan sen pelkän gravitaatiovoiman ansiosta, joka vääristää avaruusaikaa ja taivuttaa valoa kuin kosminen suurennuslasi.
Löydökset, jotka on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -lehdessä, paljastavat 10 000 kertaa Linnunradan keskeistä mustaa aukkoa, Sagittarius A*:ta, painavamman taivaallisen hirviön.
Tässä löydössä ei ole kyse vain koosta, vaan se on tieteellisen nerokkuuden riemuvoitto. Käyttämällä uudenlaista gravitaatiolinssien ja tähtikinemaattisten menetelmien yhdistelmää tutkijat ohittivat perinteisten menetelmien rajoitukset ja paljastivat piilossa olevan kolossin. Vaikutukset ovat syvälliset: Jos tällaisia jättiläisiä on kosmoksessa havaitsematta, galaksien muodostumista ja niitä muokkaavia pimeitä voimia koskevat mallit on ehkä kirjoitettava uudelleen.
Kosminen raskassarjalainen uhmaa odotuksia
Äskettäin mitattu musta aukko sijaitsee Kosmisessa hevosenkengässä, joka on niin massiivinen galaksi, että se vääristää taustakohteiden valoa harvinaiseksi, hevosenkengän muotoiseksi “Einsteinin renkaaksi”. Toisin kuin aktiiviset mustat aukot, jotka hehkuvat kirkkaasti kuluttaessaan materiaa, tämä on lepotilassa, eikä sitä voi havaita tavanomaisesti. Sen olemassaolo varmistui vain sen gravitaation sormenjäljen perusteella, joka vääristää valon kulkureittejä ja lähettää läheiset tähdet syöksymään lähes 400 kilometrin sekuntinopeudella.
“Tämä on kymmenen massiivisimman koskaan löydetyn mustan aukon joukossa, ja mahdollisesti massiivisin”, sanoo professori Thomas Collett Portsmouthin yliopistosta, joka on tutkimuksen toinen kirjoittaja. “Useimmat muut mustien aukkojen massamittaukset ovat epäsuoria ja niihin liittyy melko suuri epävarmuus, joten emme todellakaan tiedä varmasti, mikä niistä on suurin”. Uuden menetelmämme ansiosta meillä on kuitenkin paljon enemmän varmuutta tämän mustan aukon massasta.””
Ryhmän kaksimenetelmäinen lähestymistapa, jossa yhdistetään gravitaatiolinssi (joka kartoittaa avaruusajan vääristymiä) ja tähtikineematiikka (tähtien liikkeiden seuranta), tuotti ennennäkemättömän tarkkuuden.
Galaksien evoluution sääntöjen uudelleenkirjoittaminen
Kosmisen hevosenkengän musta aukko uhmaa tavanomaisia skaalauslakeja. Tavallisesti galaksin keskeisen mustan aukon osuus galaksin tähtimassasta on noin 0,1 prosenttia. Tämä hirviö on kuitenkin suhteettoman massiivinen, mikä viittaa siihen, että galaksien sulautumiset ovat olleet väkivaltaisia. Isäntägalaksi on “fossiiliryhmä”, joka on sellaisten kosmisten törmäysten lopputuote, joissa useat galaksit (ja niiden mustat aukot) romahtivat yhdeksi titaaniseksi rakenteeksi.
“Näemme galaksien muodostumisen lopputilan ja mustien aukkojen muodostumisen lopputilan”, Collett selitti. “Kaikki alkuperäiset supermassiiviset mustat aukot, jotka ovat peräisin galakseista, ovat todennäköisesti sulautuneet tähän ultramassiiviseen mustaan aukkoon.”
Löytö antaa myös viitteitä mustien aukkojen ja niiden galaksien välisestä takaisinkytkennästä. Kun galaksit kasvavat, ne ohjaavat ainetta ytimiinsä, mikä ruokkii mustia aukkoja, jotka sitten paiskaavat energiaa takaisin ulospäin kvasaareina ja tukahduttavat tähtien muodostumisen. Linnunratamme uinuva musta aukko saattaa herätä kvasaarina 4,5 miljardin vuoden kuluttua, kun se sulautuu Andromedan kanssa – ja tämä kohtalo kosminen hevosenkenkä on jo kokenut sen.
Sattumanvarainen löytö, jolla on kauaskantoisia vaikutuksia.
Ironista kyllä, ryhmä törmäsi mustaan aukkoon tutkiessaan galaksin pimeän aineen jakautumista. Heidän menestyksensä gravitaatiolinssien avulla avaa uuden rajapyykin: ESA:n Euclid-avaruusteleskooppi, jonka tarkoituksena on kartoittaa miljoonia galakseja, voi paljastaa vielä tuhansia piilossa olevia mustia aukkoja.
Tulokset herättävät myös eksistentiaalisia kysymyksiä. Jos tällaiset näkymättömät jättiläiset lymyävät huomaamatta, kuinka monta muuta uhmaa nykyisiä mallejamme? Ja mitä niiden olemassaolo kertoo mustien aukkojen kasvun rajoista? Tämä musta aukko on 36 miljardin auringon massan kokoinen, mikä on lähellä teoreettista maksimia, mutta sen lepotila viittaa siihen, että vielä suuremmat yksilöt saattavat odottaa.