👍 Heino Falcke & Jörg Römer: Valo pimeydessä – Mustat aukot, maailmankaikkeus ja me

Ensimmäisen mustan aukon kuvan tarina.

Radioastronomian ja astrohiukkasfysiikan professorin, Heino Falcken teos ”Valo pimeydessä - Mustat aukot, maailmankaikkeus ja me” kertoo mustien aukkojen jahtaamisesta, Event Horizon Telescopen pystyttämisestä ja ensimmäisestä mustan aukon kuvaamisesta. Kuvan saaminen vaati vuosien työn sadoilta astrofyysikoilta ja muilta asiantuntijoilta joka puolelta maailmaa.
Siihen nähden on ironista, että kirjan kannessa oleva kuva on ylösalaisin. Avaruudessa ei toki sinänsä tunneta käsitteitä ”ylös” tai ”alas”, mutta olisihan kuva silti voinut olla niin päin kuin sen luoneet tiedemiehet ovat kuvan julkaisseet vuonna 2019.

Alunperin ensimmäiseen kuvaan olisi haluttu oman Linnunratamme keskustan supermassiivinen musta aukko, Sagittarius A*. Sen neljä miljoonaa auringonmassaa ja 27000 valovuoden etäisyys maasta tekivät siitä kuitenkin liian pienen ja liian lähellä olevan, jotta se olisi tarpeeksi rauhallinen kuvattavaksi.
Niinpä kohteeksi valikoitui Neitsyen tähdistön 53 miljoonan valovuoden päässä maasta sijaitseva jättiläismäinen elliptinen galaksi Messier 87 ja sen keskustassa oleva musta aukko M87*.

Messier 87 -galaksi tunnetaan myös nimellä Virgo A ja se on 2000 kertaa suurempi kuin Linnunrata.
M87* mustan aukon massa on tajuttomat 6,4 miljardia auringonmassaa. Koko aurinkokuntamme, planeettojen kiertoratoineen, mahtuisi heittämällä sen tapahtumahorisontin sisään, vaikka mukaan laskettaisiin entisen planeetta Plutonkin kiertorata.
M87* ahmii suunnilleen 90 maan massan verran ainetta päivässä. Auringon massan mutusteluun kuluisi sentään kymmenen vuotta.
Melkoisia lukuja.

Värivalokuva mustasta aukosta ei muuten oikeastaan ole värivalokuva mustasta aukosta, muutamastakin eri syystä.
Ensinnäkin, kuten kaikki muistavat, mustan aukon painovoima on niin suuri, että valokaan ei pääse sieltä pois. Näin ollen itse mustaa aukkoa ei varsinaisesti voi nähdä, eikä siten (valo)kuvatakaan.
Kuvassa näkyykin sen sijaan mustan aukon tapahtumahorisonttia miltei valonnopeudella kiertävää ja säteilevää plasmaa hieman ennen syöksymistään mustaan aukkoon.
Heino Falcken sanoin musta läiskä kuvan keskellä on siis eräänlainen mustan aukon ”varjo”.
Toisekseen kuvan data on hankittu radioteleskoopeilla, siis radioaalloilla tai tarkemmin sanottuna 1,3 mm mikroaalloilla. Oletko koskaan nähnyt minkä värisiä mikroaaltoja mikroaaltouunissasi vilistää? Aivan, en minäkään. Kuva on siis väritetty ja värisävyt on vedetty hatusta. Hehkuvan raudan väriskaala vaikutti tiedetyyppien mielestä siisteimmältä, joten se valittiin.
Kuvassa näkyvä kohde näyttää suunnilleen saman kokoiselta kuin appelsiini näyttäisi kuussa maasta katsottuna.
Kahdeksasta eri puolella maapalloa sijaitsevasta radioteleskoopista kerättyä dataa oli niin paljon, että oli nopeampaa lähettää se kovalevyillä lentorahtina kuin tiedostosiirtoina internetin kautta Jenkkilään ja Saksaan analysoitavaksi. Silti, vaikka Etelämantereen South Pole Telescopen data saatiin vasta puolen vuoden kuluttua, koska sieltä ei lennetä talvella.

Mustien aukkojen ja niiden kuvaamisen jälkeen kirjassa käsitellään lyhyesti suhteellisuus- ja kvanttiteorioita yms. sekä maailmankaikkeutta yleisesti. Ikävä kyllä, lopuksi Falcke miltei pilaa kirjansa sekoittamalla uskonnolliset käsityksensä tieteeseen, mutta onneksi tämä osio on aika lyhyt.

Joka tapauksessa ensimmäisen mustan aukon kuvan tarina on kiehtova ja lukemisen arvoinen.

Sittemmin M87*:n kuvaa on saatu tarkennettua uudella datalla ja tekoälyn käytöllä, ja myös Sagittarius A* onnistuttiin lopulta kuvaamaan.