Uuringu juhtivautori ja Amsterdami Ülikooli teaduri Tomer Shenari sõnul õnnestus tema töörühmal esimest korda teiste leidude maatasa tegemise asemel midagi ise avastada. Must auk sündis tema sõnul, ilma et seda oleks saatnud võimas täheplahvatus.

Avastusele eelnes kuus aastat vaatlustööd Euroopa Lõunaobservatooriumi Väga Suure Teleskoobiga. Shenar lisas, et tema töörühm leidis justkui nõela heinakuhjast. Kuigi sarnaseid musta augu kandidaate on välja pakutud varemgi, väidavad astronoomid, et uus leid on ühemõtteliselt esimene suikunud ja päikesest paarkümmend korda raskem must auk, mis meie galaktika piiri tagant iial leitud.

Must ja sinine kaksik

Hiidtähtedega võrreldava massiga musta augu teke eeldab, et mõne massiivse tähe eluaeg saab läbi ja see kukub omaenda külgetõmbejõu mõjul kokku. Kahe teineteise ümber tiirutava tähega kaksiksüsteemi korral jääb kokkuvarisemise järel süsteemi alles must auk, mis tiirleb  teise ja särava kaastähe orbiidil. Musta auku võib lugeda suikunuks, kui selle ümbrusest ei kiirgu suurel hulgal röntgenkiirgust – tavaliselt jäävad seda tüüpi mustad augud teadlastele silma just selle abil.

Kuigi suikunud mustad augud on uuringu kaasautori Pablo Marchanti sõnul oletatavasti laialt levinud, teavad teadlased nende kohta uskumatult vähe. Äsja leitud must auk VFTS 243 on meie Päikesest vähemalt üheksa korda raskem ja tiirutab Päikesest 25 korda raskema sinise tähe orbiidil.

Kuna suikunud mustad augud oma ümbrust eriti ei mõjuta, on neid väga keeruline leida. Uuringu kaasautori Julia Bodensteineri sõnul on ESO nüüdseks üle kahe aasta otsinudki just selliseid musta auguga kaksiksüsteeme.

Kes kellega tiirutab?

VFTS 243 leidmiseks uurisi astronoomid Suure Magalhaesi Pilve galaktika Tarantula udukogu piirkonnas ligi tuhatkonna massiivse tähe liikumist. Nad püüdsid leida tähti, mille lähistel tiirleb mõni väike raske keha. Kuna tähtedel võib olla väga erinevaid kaaslasi, oli esmapilgul väga keeruline kindlalt öelda, millised neist olid just mustad augud.

Tomer Shenari sõnul jäi ta varem teiste avastuste vigadele osutava teadlasena uue leiu suhtes ise äärmiselt umbusklikuks. Tema skepsisega ühines ka USA kaasautor Kareem El-Badry, keda Shenar kutsub lausa "mustade aukude hävitajaks". Viimase sõnul soostus ta Tomeri palve peale tolle tulemusi uuesti üle kontrollima. Ometi ei suutnud ka El-BAdry leida nähtule ühtki vettpidavat seletust, mis ei kätkeks endas musta augu olemasolu.

Avastus annab töörühmale nüüd ainulaadse võimaluse heita pilk musta augu teket saatvatesse protsessidesse. Astronoomid usuvad, et tähemassiga must auk tekib siis, kui sureva massiivse tähe tuum kokku kukub. Seni pole siiski selge, kas sellega käib alati kaasas ka võimas supernoovaplahvatus.

Shenari sõnul paistab, et VFTS 243 süsteemis asuva musta augu tekitanud täht kukkus täielikult kokku ilma ühegi märgita eelnevast plahvatusest. Kuigi säärase otsese kollapsi stsenaariumi kohta on viimasel ajal leitud muidki tõendeid, viitab uus töö Shenari sõnul sellele vaieldamatult kõige selgemalt. Avastusest saab tema sõnul teha kaugeleulatuvaid järeldusi omavahel ühinevate mustade aukude kohta.

VFTS 243 süsteemi musta augu leidmiseks kasutati kuue aasta jooksul Tarantula udukogust saadud vaatlusandmeid, mida koguti mitmeosalise spektrograafiga FLAMES. Instrument võimaldab koguda isegi laias vaatlusväljas vaid ühelt tähelt pärinevat valgust.

Vaatamata oma "musta augu politsei" hüüdnimele julgustab töörühm nüüd teisi omakorda nende tööd kriitilise pilguga üle vaatama. Nad loodavad, et see aitab kaasa teistegi massiivsete tähtede ümber tiirlevate tähemassiga mustade aukude avastustele. Ennustuste järgi leidub neid Linnuteel ja Magalhaesi Pilvedes tuhandeid.

Uuring ilmus ajakirjas Nature Astronomy.