Tähtitieteilijät ovat tehneet ensimmäistä kertaa suoria havaintoja siitä, miten ainetta putoaa mustaan aukkoon.

Joukko brittiläisiä tähtitieteilijöitä on uudessa tutkimuksessa havainnut ainetta putoavan 30-prosenttisella valon nopeudella PG211+143-galaksin keskellä olevaan mustaan aukkoon. PG211+143 sijaitsee miljardin valovuoden päässä Maasta Bereniken hiusten tähdistön suunnassa.

Havainnossa on hyödynnetty Euroopan avaruusjärjestö ESA:n XMM-Newton-röntgenobsevatorion keräämiä tietoja.

Tutkimus on ilmestynyt Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -julkaisussa.

Mustien aukkojen vetovoima on niin suuri, että edes valo ei pääse pakenemaan niistä. Kaasujen vajoaminen mustiin aukkoihin synnyttää maailmankaikkeuden voimakkaimpia energiailmiöitä, tutkijat sanovat.

Lähes kaikkien galaksien keskellä on niin sanottu supermassiivinen musta aukko, jonka massa miljoonia kertoja omaa Aurinkoamme suurempi.

Mustat aukot ovat niin tiivitä, että kaasu ei juuri koskaan putoa sinne suoraan, vaan se kiertää mustaa aukkoa yhä pienemmissä kierroksissa vauhti koko ajan kiihtyen. Tällöin kaasu kuumenee ja alkaa hehkua, milloin gravitaatioenergia muuttuu tähtitieteilijöiden havaittavissa olevaksi säteilyksi.

On kuitenkin ollut jossain määrin epäselvää, onko mustaa aukkoa kiertävän kaasun kiertorata yhteydessä mustan aukon pyörimisliikkeeseen.

XMM-Newton. Kuva: Euroopan avaruusjärjestö.

Brittitutkijat hyödynsivät XMM-Newtonin keräämää tietoa analysoidakseen kaasun liikkeitä PG211+143:n keskellä olevan mustan aukon ympärillä.

Tutkijoiden mukaan kaasu näyttää putoavan mustaan aukkoon 30-prosenttisella valon nopeudella, tai noin 100 000 kilometrin sekuntivauhdilla. Kaasu ei yllättäen näytä kiertävän juuri lainkaan mustan aukon ympäri, ja siitä tehtiin havaintoja etäisyydellä, joka on 20 kertaa mustan aukon tapahtumahorisonttia suurempi.

Tutkimus osoittaa, että mustaa aukkoa kiertävät kaasurenkaat voivat hajota ja törmätä toisiinsa. Tällöin niiden pyöriminen mustan aukon ympäri lakkaa, ja kaasu voi putota suoraan mustaan aukkoon.

”Me onnistuimme seuraamaan Maan kokoista ainerypästä noin päivän ajan, kun se ajautui kohti mustaa aukkoa”, sanoo professori Ken Pounds Leicesterin yliopistosta tiedotteessa. ”Se kiihtyi kolmannekseen valon nopeuden vauhdista, ennen kuin aukko söi sen.”

Tutkimus viittaa siihen, että tällainen kaasurenkaiden kaoottinen törmäily voi olla yleistä supermassiivisten mustien aukkojen ympärillä. Tämä saisi mustan aukon pyörimään melko hitaasti, jolloin ne voisivat imeä itseensä enemmän massaa kuin on aiemmin luultu. Tämä selittäisi, miksi maailmankaikkeuden varhaisessa vaiheessa jotkut mustat aukot ehtivät kasvaa nopeasti hyvin suuriksi.