A láthatatlan égitestet két, szabad szemmel is látható kísérőcsillaga árulta el.

Az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) és más intézetek kutatóiból álló csillagászcsapat egy tőlünk mindössze 1000 fényévre lévő fekete lyukat fedezett fel. A szabad szemmel is látható hármas rendszerben található égitest minden más eddig ismert fekete lyuknál közelebb van a Naprendszerhez. A láthatatlan harmadik tag jelenlétét a csillagászok a rendszer két fénylő szokványos csillagának mozgása alapján igazolták. Az égitesteket az ESO chilei La Silla obszervatóriumában működő 2,2 m-es MPG/ESO távcsővel figyelték meg. A szakemberek szerint ez csak a jéghegy csúcsa lehet, és a jövőben bizonyára rengeteg hasonló fekete lyukat fognak még találni.

„Nagyon meglepődtünk, mikor kiderült, hogy ez az első olyan szabadszemes csillagrendszer, amiben fekete lyuk található” – kezdi mondandóját Petr Hadrava, a prágai Cseh Tudományos Akadémia nyugalmazott professzora, a kutatási eredményekről szóló szakcikk társszerzője. A Távcső (Telescopium) csillagképben látható rendszer olyan közel van hozzánk, hogy csillagai egy tiszta és sötét éjszakán segédeszköz nélkül is láthatók a déli égbolton.

„Ebben a rendszerben található a jelenleg ismert hozzánk legközelebbi fekete lyuk” – világít rá Thomas Rivinius, az ESO tudományos munkatársa, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban ma megjelenő tudományos közlemény vezető szerzője. A kutatócsoport eredetileg a HR 6819 katalógusjelű csillagrendszert figyelte meg egy kettőscsillag-rendszereket vizsgáló tudományos felmérés keretében. Ám a mérések kiértékelése meglepő eredménnyel döbbentette meg a csillagászokat; a rendszerben egy harmadik, eddig ismeretlen test is kering – egy fekete lyuk.

A La Silla obszervatóriumban üzemelő 2,2 m-es MPG/ESO távcsővel és a rajta működő FEROS spektrográffal végzett mérések kimutatták, hogy az egyik látható csillag 40 naponta kerüli meg a láthatatlan társát, míg a másik fénylő csillag e szoros belső páros körül tágabb pályán mozog.

Dietrich Baade, az ESO Garchingban dolgozó nyugalmazott csillagásza, a tanulmány társszerzője elmondta, hogy „A 40 napos periódust kimutató észlelések több hónapon át tartottak. Ezeket csak az ESO új szervizészlelési módjának köszönhetően tudtuk végrehajtani. Ilyenkor az ESO személyzete végzi el a méréseket az adatot igénylő kutatók számára.”

A HR 6819-ben rejtőző égitest az egyik első olyan csillagtömegű fekete lyuk, ami nem áll heves kölcsönhatásban a környezetével, és így valóban teljesen fekete. A kutatók mégis le tudták fülelni, és a belső csillagpáros megfigyelése révén még a tömegét is ki tudták számítani. „Egy, a Napnál legalább négyszer nehezebb láthatatlan égitest nem lehet más, mint fekete lyuk” – vonja le a következtetést a Chilében dolgozó Rivinius.

A csillagászok jelenleg mindössze néhány tucat fekete lyukat ismernek a galaxisunkban, és ezek legtöbbje erősen kölcsönhat a környezetével. Jelenlétüket pedig nem más, mint a kölcsönhatásból származó nagy energiájú röntgensugárzás árulja el a számunkra.

A kutatók szerint azonban a Tejútrendszer hosszú élete során az ismerteknél sokkal-sokkal több csillag fejezte be életét fekete lyukká összeomolva. A HR 6819-ben lefülelt csendes és láthatatlan fekete lyuknak a felfedezése pedig rámutat, hogy hol rejtőzhetnek ezek az égitestek.

„Több százmillió fekete lyuk lehet odakint, ám mi csak néhányat ismerünk közülük. Most, hogy már tudjuk, mit kell keresnünk, jobb eséllyel találhatunk még többet” – tekint a jövőbe Rivinius. Az pedig, hogy egy ilyen közeli hármas rendszerben sikerült találnunk egy fekete lyukat, arra utal, hogy amit látunk, az „egy izgalmas jéghegynek a csúcsa csupán” – teszi hozzá Baade.

A csillagászok máris úgy gondolják, hogy a felfedezésük megmagyarázhat egy másik különös esetet is. „Rádöbbentünk, hogy egy másik, LB-1 nevű rendszer szintén ilyen hármas lehet, ám a bizonyossághoz még további észlelések szükségesek” – árulja el Marianne Heida, az ESO posztdoktori kutatója, a tanulmány társszerzője. – „Az LB-1 valamivel távolabb van a Földtől, de csillagászati léptéken még mindig igen közel található hozzánk, ami azt valószínűsíti, hogy még sokkal több ilyen rendszer létezhet. Ezek felderítésével és vizsgálatával sokat tudhatunk meg az életüket legalább 8 naptömeggel megkezdő, végül pedig szupernóvaként megsemmisülő és egy fekete lyukat hátrahagyó ritka csillagok keletkezéséről és fejlődéséről.”

A szoros belső csillagpárt tartalmazó hármas rendszerek felfedezése új ismereteket árulhat el az olyan nagy energiájú kozmikus összeolvadásokról is, amelyek a Földön is kimutatható gravitációs hullámok kibocsátásával járnak. Egyes csillagászok szerint az ilyen összeolvadások a HR 6819-hez és LB-1-hez hasonló elrendezésű csillagrendszerekben mehetnek végbe, ahol azonban mindkét belső égitest fekete lyuk, vagy az egyikük fekete lyuk, a párja pedig neutroncsillag. A távolabbi, külső komponens gravitációja úgy befolyásolhatja a szoros párost, hogy az összeolvadáshoz, és ezáltal gravitációs hullámok kibocsátásához vezet.

Noha a HR 6819 és az LB-1 rendszerekben csak egy-egy fekete lyuk van, míg egy neutroncsillag sincs, megfigyelésük révén jobban megérthetjük a hármas rendszerekben beinduló csillagütközések mechanizmusát.

Fantáziarajz a HR 6819 hármas csillagrendszerről, a csillagpályák vonalával. A rendszer egy belső szoros kettősből, valamint egy harmadik, távolabbi pályán keringő csillagból áll. A belső rendszer egyik tagja szokványos csillag. Ennek és a távolabbi harmadik csillagnak a pályáját kék vonal jelöli. A másik belső tag pedig a most felfedezett fekete lyuk, aminek a mozgását piros vonal szemlélteti. (Forrás: ESO/L. Calçada)

Forrás: csillagaszat.hu / ESO