Mustad augud on võib-olla teadaoleva universumi kõige kummalisemad ja salapärasemad objektid. Keegi pole neid näinud, kuid teadlased on kindlad, et need on olemas. Neid ei ennusta ainult Einstein, nende olemasolu kinnitab kaudselt nende mõju ümbritsevale ruumiajale. Me teame nendest objektidest midagi, kuid me ei tea isegi rohkem. Teadlaste sõnul võimaldab mustade aukude nähtuse ja eriti nende keskuses toimuvate protsesside mõistmine meil mitte ainult mõista, vaid annab meile ka võimaluse kontrollida looduse väga põhilisi jõudusid, näiteks sama raskusjõudu.
Igal aastal teatavad teadlased samm-sammult mustade aukudega seotud avastustest, mis aitavad nende olemust paremini mõista. Täna räägime kümnest kõige uuemast.
Paljud keskmise massiga mustad augud
Mustade aukude perekonna seas on võib-olla kõige silmatorkavamad nn keskmise (või keskmise) massiga mustad augud. Need on mustad augud, mille mass on märkimisväärselt suurem kui tähe suurusjärgus olevate mustade aukude mass (10 kuni mitukümmend päikesemassi), kuid palju vähem kui supermassiivsete mustade aukude korral (miljonist sadadesse miljonitesse päikesemassi). Kui varem arvati, et seda tüüpi musta auku esineb palju harvemini kui kahte teist klassi, siis hiljutine avastus lükkas selle arvamuse ümber.
2018. aastal leidsid teadlased koha, kus selliseid esemeid kõige sagedamini leidub. Seni seletamatutel põhjustel on keskmise massiga mustad augud kõige sagedamini väikeste galaktikate keskpunktides. Kui teadlased selle välja mõistsid, polnud haruldane must auk enam haruldane. Pealegi võib see avastus aidata lahendada veel ühe mustade aukudega seotud mõistatuse.
Kaasaegse astronoomia üks pakilisemaid küsimusi on supermassiivsete mustade aukude olemus. Teadlased ei saa aru, kuidas mõned suhteliselt kompaktsetes galaktikates avastatud ülimassiivsed mustad augud on suurest paugust alates väga kiiresti kasvanud. Need samad keskmise massiga mustad augud võivad osutada õigele vastusele. Ühe eelduse kohaselt võisid ülimassiivsed mustad augud kasvada keskmise massiga mustadest aukudest, teise sõnul - nad sündisid nii juba algusest peale. Aga kuidas? Teadlased ei oska veel täpset vastust anda, kuid tundub, et nad hakkavad liikuma õiges suunas.
Reklaamvideo:
Saladuslikud objektid Amburi A * lähedal
Ambur A * on supermassiivne must auk, mis asub meie galaktika keskel. 2000. aastate alguses avastasid teadlased selle kõrval kaks salapärast objekti. Neid hüüdnimega G-klassi objektid ja algselt eksisid gaasi- ja tolmupilved. Saladus algas pärast seda, kui need objektid lähenesid mustale augule. Objektid G1 ja G2 suutsid supermassiivse musta augu võimsa raskusastme purunemise asemel kuidagi ellu jääda.
2018. aastal avastasid teadlased Amburi A * lähedal veel kolm G-klassi objekti (G3, G4, G5). 12 aasta jooksul kogutud andmete analüüs pole astronoomide pilti lõplikult selgitanud. Objektid meelitavad tähelepanu oma ebatavaliste omaduste tõttu. Kõigil viiel G-objektil on iseloomulikud gaasipilvede visuaalsed signatuurid, kuid nad käituvad nagu tohutu massiga tähed.
Selle põhjal on teadlased oletanud, et nad kohtasid väga haruldast tüüpi tähti, mis pole meie galaktikale iseloomulikud. Teadlased selgitavad nende objektide ilmumist ainulaadsete tingimustega supermassiivse musta augu läheduses: siin võivad võimsa gravitatsiooni mõjul binaarsed tähed kokku kukkuda, moodustades ühe suure objekti, mis on ümbritsetud paksude gaasitolmuümbristega. Sellegipoolest märgivad teadlased, et kõigil objektidel pole musta augu ümber sarnaseid orbiite, mistõttu ei suuda nad veel täpselt selgitada nähtuse olemust, mida nad nägid.
Vanim must auk
Vanima musta augu avastamine pole ainult vanuse küsimus. Selle vana inimese avastus võib aidata meil lahendada palju huvitavaid saladusi, mis on seotud ajastuga, kui universumi esimesed tähed alles hakkasid süttima.
Teadlaste sõnul sündis 2017. aastal avastatud must auk ULAS J1342 + 0928 alles umbes 690 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Kui kosmos oli tänasest vanusest vaid 5 protsenti, siis see must auk oli meie Päikese massist juba 800 miljonit korda suurem.
Objekt asub Maast umbes 13,1 miljardi valgusaasta kaugusel ja moodustus universumi algusaegadel. Seda perioodi nimetatakse sageli taasioniseerimise ajastuks, kui gravitatsioonilise külgetõmbe tõttu hakkasid ilmnema galaktikate esimesed tähed, galaktikad, klastrid ja superklastrid. Reioniseerimise tervikpilt pole teadlastele siiani selge, seetõttu võivad sel perioodil ilmunud mustad augud olla kindlasti üks huvitavamaid uue teabe allikaid.
Nagu eespool märgitud, ei saa teadlased ka aru saada, kuidas nii lühikese aja jooksul pärast suurt pauku suutsid mustad augud koguneda tohutu hulga massi. Objektid nagu ULAS J1342 + 0928 võivad seda küsimust valgustada, kuid järelduste tegemiseks oleks tore leida veel vähemalt paar sarnast kosmose dinosaurust. Kahjuks on reioniseerimise ajastu mustad augud äärmiselt haruldased.
Kiiremini kasvav must auk
2018. aastal avastasid teadlased teadaolevas universumis "näljase" musta augu. Iga päev, iga sekund kulutab ta meie Päikese massiga samaväärset massi, mille tõttu ta kasvab ka kiiresti. Meie õnneks on ta väga kaugel. Kui see koletis asuks Linnutee keskel, steriliseeriksid tema loodud röntgenikiirgus Maa mis tahes elust.
Kui teadlased avastasid selle musta auguga seotud kvaasarist J2157-3602 esimese valguse, hinnati selle vanuseks 12 miljardit aastat. Niipea kui teadlased kinnitasid, et kvasari kõrval on tõesti must auk, oli selle mass juba umbes 20 miljardit päikese massi. Praegu ei suuda astronoomid selgitada musta augu kiire kasvu põhjust.
Ainus, mida selle objekti kohta teatakse, on see, et selle isud soojendavad ümbritsevat gaasi ja tolmu sellisesse olekusse, et nende heledus varjutab hõlpsasti peaaegu kõigi taevas olevate tähtede valguse.
Varjatud klaster
Üks galaktikaparv võib sisaldada sadu või isegi tuhandeid galaktikaid. Teadlased peavad neid klastreid mõneks universumi suurimaks objektiks. Kas sa arvad, et sellist ilmatu on ühe kosmoseobjektiga võimatu peita? Te eksite. Üks kvaasar tõestas vastupidist.
Avastatud objekt sai nime PKS1353-341 ja see oli algselt mõeldud eraldi galaktikaks, millel on uskumatult hele keskne piirkond. Kuid Massachusettsi tehnoloogiainstituudi astronoomid avastasid 2018. aastal tõe, mida on objekti avastamisest alates varjatud mitu aastakümmet. Selgus, et objekt pole galaktika, vaid üksainus kvaasar (supermassiivset musta auku ümbritsev kuuma gaasi piirkond), mis asub kogu galaktikaparve keskel, mis asub Maast 2,4 miljardi valgusaasta kaugusel.
Kvaar oli nii hele, et varjutas sõna otseses mõttes kogu ümbritseva ruumi, mis sisaldas sadu galaktikaid. MIT-i teadlased arvutasid selle heleduse välja ja selgus, et see on Päikesest 46 miljardit korda heledam. Teadlaste sõnul on selline äärmine heledus seotud suure hulga ümbritseva materjali imendumisega keskse supermassiivse musta augu kaudu.
Kahesüsteemid
Teiseks teadlaste saladuseks on niinimetatud topelt, see tähendab paaritud mustad augud, mis ümbritsevad üksteist. Mustade aukude kokkupõrke juhtumeid on teadlased juba varem märkinud. Kaks tuvastati 2015. aastal ja üks veel 2017. aastal. Üllataval kombel said teadlased tänu viimasele esimest korda võrdselt haruldase nähtuse otsesteks tunnistajateks.
Vastuvõetud signaalis kahe musta augu kokkupõrke kohta märgiti ruumala gravitatsioonilise koormuse tunnuseid - muutused gravitatsiooniväljas, levides nagu lained. Sel juhul ei hävitatud mõlemat musta auku, vaid liideti see ühtseks tervikuks - ülimassiivseks mustaks auku, isegi suurem kui selle eellastel.
Teadlastel on kaks eeldust süsteemide binaarsete mustade aukude väljanägemise olemuse kohta. Ühe sõnul tekivad binaarsed tähesüsteemide suremisel binaarsed mustad augud. Teise kohaselt moodustuvad mustad augud üksteisest sõltumatult ja pärast seda, kosmoses triivides, tõmmatakse nad gravitatsioonijõudude mõjul üksteise külge.
Surmav mull
2018. aastal pakkusid füüsikud välja veel ühe apokalüpsise stsenaariumi: Maad võivad hävitada mustad augud. Aasta varem tähistas teadusmaailm gravitatsioonilainete avastamise kinnitust - nähtust, mis venitab ja tõmbab kokku tegelikkuse kanga. See jõud on surmav.
Uues teoorias ennustasid Princetoni ülikooli teadlased ühe stsenaariumi, mis võib juhtuda, kui suure energiaga kosmiliste kataklüsmide tagajärjel (näiteks kui kaks musta auku või kaks neutrontähte ühinevad) põrkuvad tekkinud gravitatsioonilained üksteisega.
Näitlikustamise eesmärgil võrreldakse gravitatsioonilaineid sageli vees olevate ringidega, mis tekivad kivi viskamisel. Kui aga osake või objekt liigub valguse kiirusel, võivad ilmuda tasapinnalised gravitatsioonilained. Teadlaste sõnul võib kui lained on piisavalt suured, siis võib nende kokkupõrge tekitada hiiglasliku musta augu, mis muudab ruumi ja aega tohutul kosmosealal.
Kui see juhtub Maa kõrval, siis lõppevad mitte ainult kõik elusolendid, vaid ka planeet ise ja kogu Päikesesüsteem.
Rogue must auk
Teadlased on korduvalt mõelnud, kas galaktikad võivad oma keskmised mustad augud välja visata. Kuid pikka aega ei suutnud astronoomid selle nähtuse kohta tõendeid leida. Kuid 2017. aastal esitas galaktika 3C186 kosmoseuurijaid tõelise üllatusega.
Teadlaste sõnul olid galaktikad 3C186 varem kaks eraldiseisvat galaktikat, mis nende ajaloo mingil hetkel ühinesid üheks. Uus galaktika võttis väidetava korratu struktuuri asemel üsna selged piirjooned ja kuju, kuid peamine üllatus tuli selle keskusest: teadlased, kes olid täis lootusi leida selles supermassiivne must auk, ei leidnud üldse midagi.
Hiljem avastati must auk veel vaid 35 000 valgusaasta kaugusel galaktilisest keskusest 3C186. Kui kaks täheparvet põrkasid, põrkasid kokku nende keskmised galaktilised mustad augud, luues lõpuks supermassiivse musta augu. Tõenäoliselt tekitas see sündmus väga võimsaid gravitatsioonilaineid, mis tõstsid selle vastloodud musta augu galaktikast välja, selgitavad teadlased.
See aga ei osutunud nii lihtsaks, jätkavad teadlased. Galaktika keskmest musta augu väljatõmbamiseks kulus energiat, mis võrdub 100 miljoni supernoova plahvatusega. Teadlased pole siiani välja mõelnud, mis seal tegelikult juhtus, kuid juba on selgeks saanud, et on olemas jõud, mis taluvad isegi mustade aukude endi jõudu.
Huvitav on see, et petlik must auk liigub jätkuvalt oma galaktika servade poole. Praeguse kiirusega paisatakse see väljaspool seda umbes 20 miljoni aasta jooksul täielikult välja.
Vastupidine aeg
Mustad augud tekivad siis, kui toimub piisavalt massiivse tähe gravitatsiooniline kokkuvarisemine (kokkusurumine) või galaktika keskosa või protogalaktilise gaasi kokkuvarisemine. Praegu visatakse kosmosesse kolossaalne kogus gammakiirgust. Viimane on omakorda kõige heledam elektromagnetiline sündmus, mis universumis aset leiab, ja teadlased pole sellest siiani täielikult aru saanud.
2018. aastal leiti hõivatud gammakiirguse signaalidest väga kummalisi märke, mida NASA teadlaste sõnul võib tõlgendada kui "aja ümberpööramist". Tavaliselt kiirgab iga gammakiirguse sündmus signaali lainekuju, mis kunagi ei kordu. Avastatud signaalid sisaldasid kõrvalekaldeid, mida, nagu selgus, ei olnud ühegi teoreetilise mudeli seisukohast võimalik selgitada. Need signaalid olid spetsiaalsed lainekujulised struktuurid, mida pöörati ajas nii, nagu nende algus oleks purunemise lõpus ja lõpp - purske esimestel hetkedel.
Mõne füüsiku jaoks piisas sellisest tähelepanekust tõendite saamiseks aja ümberpööramise kohta. Teise ja tõenäoliselt realistlikuma seletuse kohaselt võivad nende teel olevad gammakiirguse kiirgused põrkuda mõne asjaga, mis varustas laineid signatuuriga, mille teadlased aktsepteerisid aja tagurpidi. On täiesti võimalik, et kiired tabasid mingisugust aine kuhjumist, mis käitus neil nagu peegeldav pind. Sellegipoolest pole välistatud võimalus, et me räägime täiesti uuest füüsikaseadusest, mille esimene näide oli teadlased 2018. aastal.
Kadunud universumite kummitused
Selle aasta augustis tegi Oxfordi ülikooli Briti füüsik Roger Penrose väga valju avalduse. Tema ja tema meeskond väidavad, et enne meie universumi tulekut, see tähendab enne Suurt Pauku, oli veel üks universum. Selle järelduse ajendiks olid mikrolaine taustkiirguses mitmed täheldatud valguse anomaaliad, mis on Penrose'i sõnul kerged spiraalid, mis on jäänud mustade aukude hulgast, mis kuulusid eelmisesse universumisse, mis eksisteeris enne Suurt Pauku.
Ühes oma teoorias soovitas veelgi kuulsam Briti füüsik Stephen Hawking, et mustad augud kaovad pärast suurema osa osakeste kaotamist. Neid hüpoteetilisi osakesi nimetatakse gravitoniteks. Neil ei ole massi, elektri- ega muud laengut, kuid samal ajal on neil energiat ja nad osalevad seetõttu gravitatsioonilises interaktsioonis.
Kui üks universum sureb ja ilmub uus, saavad need gravitonid Penrose sõnul uue universumi osaks. Teadlane ja tema kolleegid on veendunud, et leidsid need ellujäänud "jäänused" mikrolaine taustkiirgusest. Nad nimetasid avastatud kergeid kõrvalekaldeid "Stephen Hawkingi punktideks". Kui teadlaste tähelepanekud leiavad kinnitust, seisame silmitsi Suure Paugu teooria tõsise läbivaatamisega.
Nikolai Khizhnyak
