Kevyt musta aukko haastaa tähtitieteilijöiden supernovaräjähdysmallit
Tuoreen tutkimuksen mukaan on olemassa massaltaan alle neljän Auringon kokoisia mustia aukkoja. Tähän mennessä tunnetut mustat aukot ovat olleet yli viiden Auringon massaisia.
Musta aukko kaksoistähtijärjestelmässä.
Kymmenestä sataan kertaan Aurinkoa raskaampien tähtien kehitys muodostumisesta aina tähden tuhoutumiseen asti tapahtuu noin kymmenessä miljoonassa vuodessa, mikä on kuin silmänräpäys kosmisessa aikaskaalassa.
Massiivisten tähtien kehityksen päätepisteenä havaitaan yleensä spektaakkelimainen supernovaräjähdys, joka syntyy kun tähden ydin luhistuu äkillisesti ns. kompaktiksi tähdeksi ja ulko-osat leviävät tähtienväliseen avaruuteen.
Massiivisten tähtien ytimistä muodostuu kahdenlaisia kompakteja tähtiä: neutronitähtiä ja mustia aukkoja.
Koska massiivisten tähtien massajakauma on hyvin tasainen, on yllättävää että niistä muodostuvien kompaktien tähtien massojen jakaumassa on havaittu kaksi selvää ryhmää.
Kaikki tunnetut neutronitähdet ovat alle kahden Auringon massaisia, toisaalta kaikki mustat aukot ovat vähintään viiden Auringon massaisia. Tähän väliin jäävä kompaktien tähtien ”massa-aukko” onkin muodostunut yhdeksi nykytähtitieteen haasteista, jota useat tutkimusryhmät pyrkivät selittämään malleillaan.
Kevyen mustan aukon röntgensäteilyä on havainnoitu useita vuosia
Nyt massa-aukon olemassaolo on kuitenkin kyseenalaistettu. Oulun ja Turun yliopistojen tähtitieteilijät, yhteistyössä meksikolaisen tutkijan ja yhdysvaltalaisen amatööritähtitieteilijän kanssa, ovat löytäneet tähän asti keveimmän mustan aukon nimeltään SWIFT J1753.5-0127. Tutkimuksesta julkaistiin artikkeli brittiläisessä tähtitieteen erikoislehdessä, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:ssä.
Usean vuoden aikana tehtyjen havaintojen mukaan tämä kirkasta röntgensäteilyä lähettävän kohteen on oltava musta aukko, mutta se voi olla massaltaan korkeintaan nelinkertainen Aurinkoon verrattuna.
Massa-aukon olemassaolo on aina ollut tärkeä kulmakivi kun tähtitieteilijät ovat rakentaneet malleja supernovaräjähdyksistä, sekä niiden yhteydessä muodostuvista kompakteista tähdistä.
Tutkimuksen mukaan massaltaan alle neljän auringon kokoisia mustia aukkoja on siis olemassa, minkä takia ainoastaan ne supernovaräjähdysmallit, jotka eivät ennusta massa-aukkoa, ovat oikeassa.
Toisaalta, on myös mahdollista että tämä kyseinen musta aukko on muodostunut tavallaan kiertotien kautta.
SWIFT J1753.5-0127 on kaksoistähti, jossa mustan aukon kumppanina on aurinkoa huomattavasti pienimassaisempi tähti josta musta aukko nielee jatkuvasti kaasua. Juuri tämän kaasun kertymisen takia musta aukko havaitaan Röntgen-lähteenä taivaalla.
Mikäli SWIFT J1753.5-0127 onkin alunperin syntynyt neutronitähtenä, se on voinut lihoa vuosituhansia kestävän massansiirron seurauksena ja siten saavuttanut kriittisen Tolman-Oppenheimer-Volkoffin massa-rajan, minkä ylittäessä neutronitähti luhistui mustaksi aukoksi.
TK