Mistä mustat aukot syntyvät

Tähti pysyy tasapainossa: sen ytimessä tapahtuvien reaktioiden energia työntää ulospäin, kun taas tähden oma gravitaatio vetää sisäänpäin. Niin kauan kuin polttoainetta riittää, tasapaino säilyy. Kun reaktiot loppuvat, ulospäin suuntautuva paine katoaa.

Se, mitä lopulta jää jäljelle, riippuu massasta. Kevyillä tähdillä jäljelle jää tiheä, jäähtyvä pallo. Raskaammilla tähdillä jäljelle jää käsittämättömän tiheästä aineesta koostuva kappale. Vain kaikkein massiivisimpien tähtien romahdusta ei pysäytä mikään.

Toisen ja kolmannen lopputuloksen välinen raja on kapea ja tunnetaan vain likimääräisesti. Siksi sen lähellä olevat kappaleet ovat kiinnostavia: niiden avulla voidaan tarkentaa, missä kohdassa aine lakkaa vastustamasta omaa gravitaatiotaan.

Irtoava kuori näkyy samalla koko galaksin kirkkauteen verrattavana välähdyksenä. Juuri tällaisten välähdysten perusteella yleensä tiedetään, että jossain on tapahtunut romahdus - jäljelle jäävä kappale ei säteile mitään.

Ero on valtava, eikä sitä ole helppo selittää pelkällä aineen kertymisellä. Ainetta voi imeytyä vain tiettyyn rajaan asti: putoavan kaasun säteily työntää seuraavaa kaasuainesta poispäin, ja kasvunopeus törmää kattoon.

Varhaisen maailmankaikkeuden havainnot kärjistivät ongelmaa entisestään. Siellä löydetään jättiläismäisiä kappaleita, jotka olivat olemassa jo ensimmäisten satojen miljoonien vuosien aikana. Aikaa asteittaiseen kasvuun tähtikokoisesta kohteesta ei selvästikään ollut riittävästi.

Tämä on johtanut useisiin hypoteeseihin siemenistä: valtavien kaasupilvien suora romahtaminen ilman tähtivaihetta, monien kappaleiden yhdistyminen tiheissä tähtijoukoissa sekä epätavallisen massiiviset ensimmäiset tähdet. Yhtäkään niistä ei ole vielä hyväksytty lopulliseksi selitykseksi.

Yhdistymisiä koskevat havainnot auttavat. Avaruuden värähtelyjä havaitsevat ilmaisimet rekisteröivät purkauksia, jotka paljastivat keskikokoisia kappaleita - juuri sellaisia kokoja, joita oli aiemmin löydetty vain harvoin.

On myös kolmas reitti, joka on vahvistettu hiljattain: yhdistyminen. Toistensa ympäri kiertävät kaksi mustaa aukkoa sulautuvat lopulta yhdeksi, ja tapahtuma havaitaan avaruuden värähtelyjen perusteella, ei valon avulla.