Tiede

Mustan aukon muotokuva paljastui vihdoin – ”Tunne oli sanoinkuvaamaton”, sanoo hankkeessa mukana ollut suomalaistutkija

Vihdoin näemme kuvan maailmankaikkeuden ehkä merkillisimmästä ilmiöstä. Kansainvälinen tutkimus julkisti kaksi vuotta odotetun kuvan.

Nyt voi viimeistään sanoa, että mustat aukot ovat totta, jos joku on sitä epäillyt. Todiste näkyy silmien edessä, sillä kansainvälinen tutkijaryhmä julkaisi keskiviikkona mustasta aukosta odotetun kuvan.

Se esittää galaksin M87 mustaa aukkoa. Tai oikeastaan sen varjoa, jota reunustaa säteily.

Muotokuvaa haettiin nimenomaan mustan aukon tapahtumahorisonttia kiertävän aineen säteilystä. Tapahtumahorisontti on ikään kuin mustan aukon uloin reuna. Reunan ylittävä valokin jää painovoiman vangiksi.

”Kun viime kesänä ensi kertaa dataa käsitellessäni näin rengasmaisen rakenteen muodostuvan kuvaan, tunne oli sanoinkuvaamaton”, sanoo hankkeessa mukana ollut akatemiatutkija Tuomas Savolainen Aalto-yliopistosta.

”Olen tutkinut supermassiivisia mustia aukkoja kaksikymmentä vuotta ja nyt sellainen tuijotti minua tietokoneeni ruudulta. Toki olin aluksi myös epäuskoinen.”

Sattumalta M87-galaksin mustan aukon pyörimisakseli eli napa on aika lailla meihin päin. Siksi kuvassa näkyy melko selkeä rengas. Siitä näkee Savolaisen mukaan myös sen, että aukko pyörii myötäpäivään.


Kyseessä ei ole valokuva, vaan radioaalloilla tehdyistä havainnoista jälkikäteen koostettu kuvannos. Se on yhtä lailla suora havainto maailmankaikkeuden ehkä merkillisimmästä ilmiöstä, jossa avaruus kuroutuu pisteeksi.

Kuvaa mustasta aukosta odotettiin melkein päivälleen kaksi vuotta. Havaintoja tehtiin kahdesta aukosta viitenä päivänä huhtikuussa 2017.

Kahdeksan radioteleskooppia eri mantereilla toimivat yhdessä kuin maapallon kokoinen havaintolaite. Mukana Event Horizon Telescope -hankkeessa on yli 200 tutkijaa eri puolilta maailmaa.

Kohteina oli M87-galaksin keskustan massiivisen musta aukon lisäksi Linnunradan keskustassa piileksivä Sagittarius A*. Voimat keskitettiin M87-galaksiin, koska sitä on helpompi kuvata. Säteilevä aine pyörii hitaammin sen ympärillä, joten sitä pystyy havainnoimaan paremmin rajallisessa ajassa.

”Ensimmäinen kuva on vain alku uudelle tavalle tutkia painovoimaa äärimmäisissä olosuhteissa. Lisäämällä teleskooppeja verkostoon pystymme parantamaan kuvan laatua. Ensi vuoden havainnossa on mukana kolme uutta teleskooppia. Siirtymällä vielä lyhyemmille aallonpituuksille, voimme puolestaan kasvattaa kuvan erotuskykyä”, data-analyysiä tehnyt Savolainen sanoo sähköpostissa.

Sagittarius A*:n vuorokin voi vielä tulla.

Mustat aukot ovat äärettömän tiheiksi pisteiksi romahtaneita entisiä massiivisia tähtiä. Merkilliset kohteet löytyivät Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian yhtälöistä yli sata vuotta sitten.

Saksalainen tähtitieteilijä Karl Schwarzschild laski heti, miten tiheä pallomaisen kappaleen pitää olla, jotta avaruus sen ympärillä kaareutuu niin jyrkästi, ettei edes valo karkaa.

Niin sanottu Schwarzschildin säde määrittää mustan aukon tapahtumahorisontin. Auringosta ei voisi tulla mustaa aukkoa, koska se on liian pieni. Jos tulisi, sen tapahtumahorisontti olisi kolme kilometriä, maapallon alle senttimetrin.



Linnunradan keskustan mustan aukon massa on noin neljä miljoonaa Auringon massaa. Sen tiedetään olevan siellä epäsuorien todisteiden perusteella.

Musta aukko kieputtaa ympärillä näkyviä tähtiä hurjan painovoimansa avulla. Jos mustan aukon lähellä on näkyvä tähti, tämä joutuu luovuttamaan ainettaan näkymättömälle kumppanilleen. Silloin musta aukko näyttää säteilevän, kun siihen putoava aine kuumenee.

Mustien aukkojen kaltaisia kappaleita osattiin yllättävästi ounastella jo 1700-luvun lopulla. Englantilainen pappi John Michell ja ranskalainen matemaatikko Pierre-Simon Laplace pohtivat, onko niin massiivisia kappaleita, että ne vangitsevat jopa valon.

Mustan aukon käsitteen keksijäksi mainitaan yleensä yhdysvaltalainen fyysikko John Wheeler 1960-luvun lopulla. Kerrotaan, että hän nappasi nimen kuulijan huudosta tieteellisessä kokouksessa ollessaan itse puhumassa painovoiman täysin romahduttamasta kappaleesta.

Mustista aukoista saatiin vakuuttava epäsuora todiste 1970-luvulla. Ensimmäisiä ehdokkaita mustaksi aukoksi oli Joutsenen tähdistön Cygnus X-1, joka säteilee röntgensäteilyä.

Kuulu fyysikko Stephen Hawking löi vetoa yhdysvaltalaisen kollegansa Kip Thornen kanssa siitä, ettei Cygnus X-1 ole musta aukko. Kun sitä alettiin pitää mustana aukkona, Hawking myönsi hävinneensä vedon ja tilasi miesten Penthouse-kuvalehden Thornelle.

Thorne sai fysiikan nobelin vuonna 2017, koska hän oli kehittämässä painovoima-aaltoja havainnutta Ligo-laitetta. Se havaitsi kahden mustan aukon sulautumisen aiheuttaman avaruuden väreilyn vuonna 2015.

Se oli ensimmäinen suora havainto mustista aukoista. Aikaisemmin ne siis havaittiin näkyvien tähtien liikkeiden avulla ja aukkoon putoavan aineen säteilystä.

Mustia aukkoja on pelkästään Linnunradassa ainakin sata miljoonaa. Tähän asti on havaittu yli sata musta mustaa aukkoa tai ehdokasta.

Useimpien massiivisten galaksien keskustassa on ilmeisesti järkyttävän suuri musta aukko.

Kuvatun M87-galaksin mustan aukon massa vastaa yli kuutta miljardia Auringon massaa. Sen tapahtumahorisonttiin mahtuisi koko oma aurinkokuntamme. Se on 55 miljoonan valovuoden päässä.

Kotigalaksimme keskustan Sagittarius A* taas on arvoituksellisen pieni, sillä Linnunradan kokoisen galaksin keskustassa pitäisi olla kolme neljä kertaa massiivisempi musta aukko.

Sagittarius A* ei ole myöskään kovin aktiivinen. Siihen putoaa vain vähän ainetta ympäriltä. Kotigalaksimme keskustaa onkin sanottu turvallisen rauhalliseksi.

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Suomen futuristisin huoltoasema tuli myyntiin – lähtöhinta 10 000 euroa

    2. 2

      Analyysi: Putous kerää nyt televisiossa historiallisen vähän katsojia, eikä se ole mikään ihme – ohjelmaa vaivaa sama ilmiö kuin koko suomalaista tv-viihdettä

    3. 3

      Maasta poistaminen keskeytettiin, kun sidottu mies rikkoi kahleensa ja yritti purra poliisia Helsinki-Vantaan lentokentällä

    4. 4

      ”Kuplapoikasairautta” poteneet lapset parannettiin hi-viruksen avulla

    5. 5

      Jussi Karppinen oli asuntokaupan vallankumouksellinen, jolla oli idea – Vain kaksi vuotta myöhemmin tuho oli lähes täydellinen

      Tilaajille
    6. 6

      Isä sai taas tuomion tyttärensä raiskauksista, vuosia sitten hänet oli tuomittu vanhempaan tyttäreen kohdistuneista seksuaalirikoksista

    7. 7

      Haagan puukotuksen uhri joutuu piiloutumaan myös entisen miehensä veljeltä – Epäilty puukottaja uhkailee naista videolla

    8. 8

      Jussi Halla-ahon blogikirjoituksista ja ”ihmiskäsityksestä” tuli hidaste perussuomalaisten hallitustielle – Näin Halla-aho kirjoitti vähemmistöistä vuosikymmen sitten

    9. 9

      Timo Soini jättää politiikan

    10. 10

      Miksi tuo komea mies on kiinnostunut minusta, mietti Tuula Visa – Nyt hän pyörittää yhden naisen etsivätoimistoa ja takoo järkeä rakastuneiden naisten päähän

      Tilaajille
    11. Näytä lisää
    1. 1

      Jussi Halla-ahon blogikirjoituksista ja ”ihmiskäsityksestä” tuli hidaste perussuomalaisten hallitustielle – Näin Halla-aho kirjoitti vähemmistöistä vuosikymmen sitten

    2. 2

      Kommentti: Vasemmiston temppu näyttää, miten tähti­ehdokkailla hämätään äänestäjiä eurovaaleissa

    3. 3

      Helsingissä on jo alueita, joilla yli puolet pikku­lapsista on vieraskielisiä – Hilja Alava, 2, oppii sujuvasti somalia

    4. 4

      Tiedätkö, mitä tämä pienen pieni kolmio auton bensa­mittarissa tarkoittaa? Nerokas apuväline ilmestyi kojelautoihin 30 vuotta sitten

    5. 5

      Jussi Karppinen oli asuntokaupan vallankumouksellinen, jolla oli idea – Vain kaksi vuotta myöhemmin tuho oli lähes täydellinen

      Tilaajille
    6. 6

      Isä sai taas tuomion tyttärensä raiskauksista, vuosia sitten hänet oli tuomittu vanhempaan tyttäreen kohdistuneista seksuaalirikoksista

    7. 7

      ”Ministeri juhlii sitä, että alkoholisoitunut näpistelijä saadaan vankilaan” – Rikosoikeuden professori Kimmo Nuotio arvostelee Suomen kriminaalipolitiikkaa

    8. 8

      Timo Soini jättää politiikan

    9. 9

      Miksi tuo komea mies on kiinnostunut minusta, mietti Tuula Visa – Nyt hän pyörittää yhden naisen etsivätoimistoa ja takoo järkeä rakastuneiden naisten päähän

      Tilaajille
    10. 10

      Yksi kartta näyttää, kuinka raju kirkon jäsenkato on tällä vuosikymmenellä ollut: ”Ei tätä kehitystä tempuilla tai saarnoilla muuteta”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Notre Dame jälleenrakennetaan viidessä vuodessa, lupaa presidentti Macron

    2. 2

      Ääniensä näköinen Suomi on kirjava ja pohjasta paksu – HS:n erikoisartikkeli piirtää vaalituloksen kartalle

    3. 3

      Vaalitulos ratkesi äärimmäisen niukasti: Sdp suurin, vaali­päivän äänivyöry toi perus­suomalaiset lähes tasoihin – lue HS:n analyysit tuloksesta

    4. 4

      Jussi Halla-ahon mukaan perussuomalaiset on nyt ”normaali osa järjestelmää”, mutta nämä vaalilähetyksessä nähdyt käsimerkit osoittavat muuta

    5. 5

      Lähetykseen kätketty gps-paikannin paljasti järjestelmällisen varastelun Postin logistiikka­keskuksessa – saaliin arvo lähes 60 000 euroa

    6. 6

      Jussi Halla-ahon blogikirjoituksista ja ”ihmiskäsityksestä” tuli hidaste perussuomalaisten hallitustielle – Näin Halla-aho kirjoitti vähemmistöistä vuosikymmen sitten

    7. 7

      Näin Ozan Yanar, Paavo Väyrynen, Touko Aalto ja muut eduskunnasta pudonneet kommentoivat tappiotaan

    8. 8

      Moni on ryhtynyt paistamaan neitsytoliivi­öljyllä, vaikka vanha tieto syöpäriskistä pätee yhä – Nämä terveysfaktat jokaisen on syytä tietää oliiviöljystä

    9. 9

      Maiju Järvisen 7-vuotias poika eristettiin luokassa muista sermeillä – Tänä keväänä hän on viimein pystynyt kertomaan, miltä opetus­suunnitelman painottama ”inkluusio” oikeasti tuntuu

      Tilaajille
    10. 10

      Long Yiru on ihaillut Kimi Räikköstä 15 vuotta – Kun kiinalaisfani vihdoin tunnusti sankarilleen rakkauttaan, vastaus oli puhdasta Räikköstä

      Tilaajille
    11. Näytä lisää