Mustat aukot ovat paikkoja avaruudessa, joiden pakenemisnopeus on suurempi kuin valon nopeus. Näillä alueilla on voimakas painovoimakenttä ja aine varastoituna hyvin pieniin tiloihin.
Mustan aukon väkevä massa voi olla jopa 20 kertaa suurempi kuin Auringon massa. Koko kuitenkin vaihtelee; siellä on suuria ja pieniä, ja tutkijat lyövät vetoa siitä, että siellä on atomin kokoisia mustia aukkoja.
Koska sen painovoimakenttä on niin voimakas, edes valo ei voi paeta. Tällä tavoin ne ovat näkymättömiä, eikä esimerkiksi Linnunradalla olemassa olevaa määrää voida arvioida.
Ensimmäinen kuva mustasta aukosta (2019)
Huhtikuussa 2019 tutkijat esittivät ensimmäisen kuvan mustasta aukosta, joka sijaitsee Messier 87 (M87) -galaksin keskellä.
Tämän mustan aukon massa on 6,5 miljardia kertaa Auringon massa ja sen etäisyys maasta on 55 miljoonaa valovuotta.
Kuvassa näemme hehkuvan renkaan pimeän keskustan ympärillä. Tämä rengas on seurausta valosta, joka taipuu mustan aukon ympärille sen voimakkaan painovoiman vuoksi.
Tämä kuva saatiin kahdeksalla radioteleskoopilla, jotka olivat levinneet eri puolille maapalloa ja jotka ovat osa Event Horizon Telescope (EHT) -projektia.
Kuinka on mahdollista "nähdä" musta aukko?
Vaikka niitä ei voida nähdä suoraan, ympäröivien tähtien käyttäytyminen osoittaa mustan aukon läsnäolon, koska painovoima vaikuttaa läheisyydessä oleviin tähtiin ja kaasuun.
Mustien aukkojen voimakas painovoima vangitsee lähellä olevat kaasut ja nämä kaasut, kun ne ovat imetään, niiden gravitaatiopotentiaalienergia muuttuu vähitellen kineettiseksi, termiseksi ja radioaktiivinen.
Kaasun kuvaama polku kohti mustaa aukkoa on muotoiltu spiraaliksi ja matkan varrella syntyy fotoneja, jotka pääsevät ulos ennen mustan aukon kynnyksen saavuttamista.
Tämä emissio muodostaa ympärilleen kirkkaan renkaan, joka sallii sen epäsuoran havainnon ja edustaa mustan aukon ensimmäisen kaapatun kuvan näkyvää osaa.
Mustien aukkojen tyypit
Mustat reiät luokitellaan tähti- tai supermassiviksi. Pieniä kutsutaan tähtien ja suurimpia kutsutaan supermassiivisiksi, ja niiden massa voi olla miljoona aurinkoa yhdessä.
NASA: n (Yhdysvaltain avaruusjärjestö) tutkimukset osoittavat, että jokaisen suuren galaksin keskellä on supermassiivinen musta aukko.
Linnunradalla asuu supermassiivinen musta aukko nimeltä Jousimies A, jonka arvioitu massa on 4 miljoonaa aurinkoa.
Oletuksena on, että supermassiivit muodostuivat maailmankaikkeuden alkupäässä, kun taas tähdet johtuvat supernova-tähden kuolemasta.
Auringon ei pitäisi muuttua mustaksi aukoksi, koska sillä ei ole tarpeeksi energiaa nykyisen painovoiman muuttamiseen.
Mustan reiän teoria
Pitkän ajan uskottiin, että valonnopeus se oli ääretön. Kuitenkin vuonna 1676 Ole Roemer huomasi, että valo kulkee rajallisella nopeudella.
Tämä tosiasia sai Laplacein ja John Michellin uskomaan 1700-luvun lopulla, että heitä voisi olla olemassa tähtiä, joiden painovoimakenttä on niin vahva, että poistumisnopeus oli suurempi kuin kevyt.
THE Suhteellisuusteoria Albert Einsteinin kenraali esitti painovoiman aika-ajan (kaarevan tilan) muodonmuutoksen seurauksena. Tämä avasi tietä mustien aukkojen olemassaolon teoreettiselle muotoilulle.
Samana vuonna yleisen suhteellisuusteorian kuuluisan tutkimuksen esityksen kanssa saksalainen fyysikko Karl Schwarzschild löysi Einsteinin yhtälön tarkan ratkaisun massiivisille tähdille ja liittyi heidän säteensä niihin pastaa. Niinpä hän osoitti matemaattisesti näiden alueiden olemassaolon.
70-luvun alussa Stephen Hawking alkoi tutkia mustien aukkojen ominaisuuksia.
Tutkimuksensa tuloksena hän ennusti, että mustat aukot lähettävät säteilyä, joka voidaan havaita erityisillä instrumenteilla. Hänen löytönsä mahdollisti mustien aukkojen yksityiskohtaisen tutkimuksen.
Siten kehitettäessä teleskooppeja, jotka mittaavat röntgensäteilijöitä tähtilähteistä, tuli mahdolliseksi epäsuorasti tarkkailla mustia aukkoja.
Jousimiehen musta reikä A.
Tutkijat arvioivat, että elliptisillä ja spiraaligalakseilla - kuten Linnunradalla - on supermassiivinen musta aukko. Tämä koskee Jousimies A: ta, joka on 26000 valovuoden päässä Maasta.
Ylimääräinen kosminen pöly galaksissa estää havainnoinnin Jousimies A: n ympärillä. Toisin kuin muut taivaankappaleet, jotka lähettävät valoa, mustia aukkoja ei voida havaita tavanomaisilla menetelmillä. Siten työ suoritetaan radioaaltojen ja röntgensäteiden kautta.
jättiläinen musta aukko
Suurin musta aukko on 12 miljoonaa kertaa niin massiivinen kuin Aurinko. Kiinalaisten tutkijoiden Pekingin yliopistossa tekemä löytö julkaistiin vuonna 2015.
Musta aukko on galaksin keskellä - aivan kuten supermassat.
Tutkijoiden arvion mukaan se muodostui 12,8 miljardia maata vuotta sitten ja sen valon määrä on 420 biljoonaa kertaa suurempi kuin Aurinko.
Kahden mustan aukon törmäyksestä voitiin todistaa painovoima-aallot.
Lue lisää aiheesta:
- Big Bang Theory
- Painovoima
- Mikä on maailmankaikkeus?
- 5 teoriaa maailmankaikkeuden alkuperästä
