Selitys superkirkkaalle räjähdykselle

Mikä on maailmankaikkeuden kirkkain supernovaräjähdys? Sen oletettiin olleen ASASSN-15lh, kaukaisessa galaksissa ollut epätavallisen kirkas välähdys, mutta nyt tutkijajoukko olettaa, että kyseessä ei ollutkaan supernova – jättiläistähden kuolinkouristus – vaan musta aukko, joka repi palasiksi lähelle eksyneen tähden.

Vuonna 2015 All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) -kartoitus havaitsi ASASSN-15lh:ksi nimetyn kohteen, joka tulkittiin kaikkien aikojen kirkkaimmaksi supernovaksi eli massiivisen tähden räjähdykseksi elämänsä lopussa.

Se oli kaksi kertaa kirkkaampi kuin aikaisempi ennätyksenhaltija ja oli huipussaan 20 kertaa kirkkaampi kuin koko Linnunradan valoteho yhteenlaskettuna.

Israelilaisen Weizmann-instituutin ja tanskalaisen Dark Cosmology -keskuksen tutkijan Giorgos Leloudasin johtama kansainvälinen tutkijaryhmä teki uusia havaintoja noin neljän miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta sijaitsevasta galaksista, jossa räjähdys tapahtui. Tutkijat esittivät uuden selityksen tälle erikoiselle tapahtumalle. 

Sen sijaan, että räjähdys olisi ollut poikkeuksellisen kirkas supernova, on tuoreen mallinnuksen mukaan todennäköisempää, että tapahtuman aiheutti nopeasti pyörivä ns. Kerrin musta aukko, joka tuhosi pienimassaisen tähden. 

Havaintoja välähdyksestä tehtiin useilla kaukoputkilla ympäri maailman, muun muassa Hubble-avaruusteleskoopilla ja ESO:n 8,2-metrisellä VLT-teleskoopilla sekä pienemmällä NTT-teleskoopilla.

Tutkijaryhmän tulokset ilmestyivät Nature Astronomy -julkaisussa 12.12.2016. 

Monikansalliseen kirjoittajajoukkoon kuuluvat myös Turun yliopiston professori Seppo Mattila sekä tohtorikoulutettavat Jussi Harmanen ja Tuomas Kangas.

Kolme vaihetta välähdyksessä

Kiinnostavaa tapahtumasarjassa oli se, että se kesti kaikkiaan yli 10 kuukautta ja sitä pystyttiin seuraamaan koko ajan hyvin tarkasti. Tänä aikana supernovaksi aluksi oletettu tapahtuma kävi läpi kolme selvästi erilaista vaihetta. Näiden perusteella voidaan päätellä, että kyseessä on todennäköisesti ennemminkin mustan aukon voimakkaasta vetovoimasta johtuva vuorovesi-ilmiö kuin superkirkas supernova.

Havaittu kohde esimerkiksi kirkastui yllättäen uudelleen ultraviolettivalon aallonpituusalueella, mikä ei viittaa erityisemmin supernovaan. Lisäksi yksinkertaisesti se, että kirkastuma tapahtui kaukaisessa, suuressa punertavassa galaksissa oli epäilyttävää; normaalisti superkirkkaan supernovat tapahtuvat galakseissa, joissa syntyy tähtiä ja jotka ovat sinertäviä.

Kyseisessä galaksissa on todennäköisesti keskellä noin 100 miljoonaa kertaa Aurinkoa massiivisempi musta aukko. Yleensä mustat aukot eivät häiritse olennaisesti tähtiä, jotka ovat niiden ns. tapahtumahorisontin ulkopuolella. Tapahtumahorisontiksi sanotaan mustan aukon ympärillä olevaa laskennallista etäisyyttä, jonka sisäpuolelta ei edes valo pääse pakenemaan. 

Jos esimerkiksi Aurinko muuttuisi mustaksi aukoksi, niin planeetat jatkaisivat pyörimistä radoillaan sen ympärillä kuten nyt. Vain kappaleet, jotka kulkisivat hyvin läheltä mustaa aukkoa, joutuisivat sen painovoimahampaisiin.

Joskus tosin musta aukon vaikutus kurottaa pitemmällekin: kun aukko pyörii nopeasti, sen tapahtumahorisontti kurottuu kauemmaksikin.

Vaikka tutkijat eivät voikaan olla sataprosenttisen varmoja siitä, että ASASSN-15lh oli musta aukko, joka kannibalisoi lähelleen tulleen tähden omituisilla, supervoimakkaalla vuorovesivoimallaan, on tämä kuitenkin varsin todennäköistä. Ja todennäköisesti tämä havainto auttaa ymmärtämään paremmin muitakin omituisia supernovia, sekä yleisesti sitä, miten luonto toimii.

Tutkimuksesta kerrottiin ESO:n ja Turun yliopiston tiedotteissa.