Nasan satelliitti löysi oudosti kasvavia mustia aukkoja

Nasan Chandra-röntgensatelliitti on ottanut kahdesta kaukaisesta galaksista kuvia, jotka asettavat kyseenalaiseksi perinteisen käsityksen siitä, kuinka galaksien keskustassa sijaitsevat mustat aukot kasvavat.

Nasan mukaan Chandra röntgensatelliitin ottamat kuvat 75 miljoonan ja 85 miljoonan valovuoden päässä sijaitsevista NGC 4342 ja NGC 4291 -galakseista todistavat galaksien keskustassa sijaitsevien mustien aukkojen kasvavan galaksien keskuspullistumia nopeammin.

Tähän asti tähtitieteilijät ovat uskoneet supermassiivisten mustien aukkojen ja niiden isäntägalaksien keskustassa olevien keskuspullistumien kasvavan samassa tahdissa. Mitä suurempi keskuspullistuma sitä suurempi musta aukko.

Galaksin keskustassa sijaitsevan mustan aukon massa on tyypillisesti vain murto-osa - noin 0,2 prosenttia - aukkoa ympäröivän galaksin keskuspullistuman massasta.
 
Massaschusettsin Cambridgessä toimivan Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) -tutkimuslaitoksen analysoimien röntgensatelliitti Chandran kuvien perusteella NGC 4342 ja NGC 4291 -galaksien mustat aukot ovat 10-35 kertaa suuremmat kuin niiden pitäisi olla suhteessa galaksiensa keskuspullistumiin. Chandran ottamat kuvat osoittavat myös, että galakseja ympäröivä pimeän aineen muodostamat halot ovat painavampien kuin niiden tulisi olla.

Chandran ottamat kuvat viittaavat siihen, että näiden kahden supermassiivisen mustan aukon kehitys kytkeytyy niitä ympäröivän pimeän aineen muodostamaan haloon ja ne eivät kasva samassa tahdissa galaksien keskuspullistumien kanssa.

Tältä kannalta katsottuna vaikuttaa siltä, että mustat aukot ja pimeän materian halot eivät ole ylipainoisia, vaan galaksien kokonaismassa on liian alhainen.

- Tämä antaa meille lisää todisteita kahden astrofysiikan suurimman ja synkimman arvoituksen - mustien aukkojen ja pimeän aineen - yhteydestä näissä galakseissa, toteaa CfA:n tutkimusta johtaja Akos Bogdan.

Tutkijat eivät vielä tiedä, mikä aiheuttaa mustien aukkojen ja pimeän aineen massan nopeamman kasvun, mutta Chandran aineisto on osoittanut, ettei ilmiö selity kahden toisiaan ohittavan galaksin välisillä vuorovesivoimilla, joiden vaikutuksesta osa toisen galaksin tähdistä riistäytyy irti.

Jos kyse olisi vuorovesivoimien aiheuttamasta materian riistosta. galakseja ympäröivä pimeän aineen halo puuttuisi noilta galakseilta, koska pimeä aine on heikommin sidoksissa galakseihin kuin tähdet ja näin ollen halo riistäytyisi galaksista irti helpommin kuin tähdet.

Chandran ottamat röntgenkuvat kuitenkin osoittavat, että molempien galaksien ymärillä on laajalti kuumaa kaasua, mikä todistaa, että molempien galaksien ympärillä on massiiviset pimeän aineen halo-alueet, joita vuorovesivoimat eivät ole riistäneet galaksien ohitustilanteessa.

Mikä sitten saa galaksin keskusssa olevan mustan aukon kasvamaan galaksin keskuspullistumaa nopeammin?

CfA:n tutkijoiden mukaan mustien aukkojen kasvu keskuspullistumia nopeammin selittyy sillä, että mustat aukot imevät kehityksensä alkuvaiheessa galaksin keskusta hitaasti kiertävää kasua. Musta aukko kasvaa nopeasti ja samalla sen nielemän kaasun määrä kasvaa samoin kuin tuon kasvun tuottama energiamäärä. Kun mustan aukko saavuttaa kriittisen massan jatkuvan kaasunkulutuksen synnyttämät purkaukset estävät galaksin keskustaa kiertävän kaasun jäähtymisen ja rajoittaa uusien tähtien syntymistä.

- On mahdollista, että supermassiivinen musta aukko saavutti suuren kokonsa jo ennen kuin galaksissa oli kovin paljon tähtiä, Bogdan arvio.

- Tämä merkitsee varteenotettavaa muutosta käsityksissämme siitä, kuinka galaksit ja mustat aukot kehittyvät, Bogdan summaa Yhdysvaltain tähtiteellisen yhdistyksen kokouksessa Alaskan Anchoragessa 11. kesäkuuta julkistetun tutkimuksen merkityksen.

Lähteet: Nasa News: Black Hole Groth Found to Be Out of Sync.
Ursan asiantuntija Anne Liljeström