Kun mustat aukot vaikkenevat

Kuvittele, että galaksin keskellä on supermassiivinen musta aukko, joka ampuu iloisesti valtavia hiukkassuihkuja lähes valon nopeudella. Nämä suihkut synnyttävät massiivisia radiolähteitä, jotka voivat ulottua miljoonien valovuosien päähän. Melko hienoa, eikö?

Kuvittele nyt, että tuo musta aukko vain... lakkaa. Suihkut katkeavat. Mitä tapahtuu seuraavaksi?

Tutkijat ovat jo jonkin aikaa tutkineet näitä ”jäännösradio­galakseja”, mutta uusi tutkimus paljasti juuri jotain, mikä yllätti kaikki: nämä hiipuvat kosmiset rakenteet katoavat paljon nopeammin kuin odotimme.

Yllätys aineistossa

Kapkaupungin yliopiston ja Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy -instituutin ryhmä tutki taivaan aluetta nimeltä XMM-LSS-kenttä. He etsivät radio­galakseja, jotka olivat lopettaneet suihkujen tuottamisen – eli käytännössä supermassiivisen mustan aukon hiljennyttyä jäljelle jäänyttä ”jälkihehkua”.

Löydökset olivat kiehtovia. Neljästätoista tutkitusta ehdokkaasta kahdentoista todettiin olevan aitoja jäännösradio­galakseja. Avainasemassa oli useiden radioteleskooppien havaintojen yhdistäminen laajalla taajuusalueella – 144 MHz:stä aina 1,5 GHz:iin asti. Tämä antoi yksityiskohtaisen kuvan siitä, miten radiosignaalit muuttuivat eri aallonpituuksilla, mikä on ratkaisevan tärkeää jäännösgalaksien erottamiseksi edelleen aktiivisista galakseista.

Tässä on se asia, joka innosti minua erityisesti: monet näistä jäänteistä näyttävät olevan todella nuoria. Niiden iäksi arvioitiin noin 8–42 miljoonaa vuotta, mediaanin ollessa noin 12 miljoonaa vuotta. Se saattaa kuulostaa vanhalta (ja sitä se onkin!), mutta verrattuna aiempiin jäännösradio­galaksien tutkimuksiin nämä ovat käytännössä vauvoja.

Miksi tällä on merkitystä?

Tässä kohtaa asia muuttuu mielenkiintoiseksi. Jos jäännösradio­galaksit hiipuvat nopeammin kuin luulimme, siellä on todennäköisesti paljon enemmän niitä, joita olemme kokonaan ohittaneet. Ne ovat himmentyneet havaintokynnyksemme alapuolelle jo ennen kuin meillä oli edes mahdollisuus havaita niitä.

Ajattele sitä kuin yrittäisit laskea tulikärpäsiä pellolla, mutta ne eivät vain vilku – ne katoavat kokonaan vain muutaman minuutin kuluttua syttymisestään. Aliarvioisit todennäköisesti tulikärpästen todellisen määrän, eikö?

Sama ilmiö saattaa olla käynnissä näiden kosmisten rakenteiden kohdalla.

On myös toinen kääntöpuoli: etäisyys on merkityksellinen. Tutkijat havaitsivat, että kauempana olevat galaksit (korkeampi punasiirtymä tähtitieteen termein) näyttävät hiipuvan vielä nopeammin. Syynä on, että avaruudessa liikkuvat hiukkaset vuorovaikuttavat voimakkaammin kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn – alkuräjähdyksestä peräisin olevan säteilyn – kanssa. Kaukaisilla jäänteillä on siis ylimääräinen syy kadota nopeasti.

Mitä tämä kertoo mustista aukoista

Tässä on kokonaiskuvan osa. Nämä kuolevat radio­galaksit auttavat meitä ymmärtämään supermassiivisten mustien aukkojen työkiertoa – eli käytännössä sitä, kuinka kauan ne tuottavat aktiivisesti suihkuja verrattuna siihen, kuinka kauan ne ovat hiljaa.

Joissakin tämän tutkimuksen jäänteissä suihkut ol