Az Amerikai Egyesült Államok Columbia Egyetemének csillagászai egy tucat fekete lyukat fedeztek fel a Tejútrendszer középpontjában lévő szupernagy tömegű fekete lyuk, a Sagittarius A körül.

Ez az első, igen fontos lépés a már évtizedekkel ezelőtt felmerült feltételezés igazolása felé, miszerint rengeteg fekete lyuknak kell lennie azon a vidéken. Ezeknek a fekete lyukaknak a részletesebb vizsgálata a világegyetem működésének számtalan vonatkozásába engedhet majd bepillantást.

„Az ottani fekete lyukaknak az eloszlását vizsgálva amit csak szeretnénk, megtudhatunk a szupernagy tömegű és a kis tömegű fekete lyukak közötti kölcsönhatásokról.” – emeli ki a kutatást vezető Chuck Hailey, a Columbia Egyetem asztrofizikusa, a Columbia Astrophysics Lab igazgatóhelyettese. – „A Tejútrendszer az egyetlen olyan galaxis, amelyben a szupernagy tömegű és csillagtömegű fekete lyukak kölcsönhatása vizsgálható. A távoli galaxisokban ez egyszerűen nem figyelhető meg. Tulajdonképpen ez az egyetlen olyan laboratóriumunk, ahol ezek a jelenségek tanulmányozhatóak.”

A csillagászok már több mint két évtizede, ám egészen idáig eredménytelenül kutattak a minden nagy galaxis középpontjában megtalálható szupernagy tömegű fekete lyukak körüli feltételezett ezernyi kis tömegű fekete lyuk után. „Az egész 100 ezer fényév átmérőjű galaxisunkban mindössze nagyjából öt tucat fekete lyukat ismerünk, holott a várakozásaink szerint 10–20 ezernek kellene lennie csupán a középpont mindössze hat fényév átmérőjű környezetében. Ezeket korábban senki nem látta, ámbár komoly erőfeszítéseket tettek megtalálásukra, kevés kézzelfogható eredménnyel.” – húzza alá Hailey.

A Sagittarius A* környezetében lévő gáz- és poranyag a nagy tömegű csillagok keletkezésének melegágya, melyek rövid életüket követő szupernóvává válásuk során fekete lyukat kell hogy hagyjanak maguk után. Továbbá a gázfelhőn kívülről érkező, a központi szupernagy tömegű fekete lyuk felé zuhanó kisebb fekete lyukak ott lefékeződnek, így a középpont közelében csapdába eshetnek. Míg az így odakerülő fekete lyukak többsége egyedülálló marad, némelyikük a szintén nagy számban ott lévő csillagok valamelyikével összeállva kettőscsillagot alkothat. A számítások szerint az egyedülálló és kettős rendszer tagját képező fekete lyukaknak erős koncentrációt kell mutatniuk a középpont körül. Az itt tömörülő fekete lyukak utáni múltbeli kutatások a feketelyuk-kettősökben időnként előforduló fényes röntgenkitörésekre fókuszáltak.

„Kézenfekvő módszer fekete lyukak megtalálására,” – magyarázza Hailey – „ám a galaxis középpontja olyan távol van tőlünk, hogy ilyen kitörésből 100–1000 évente csak egy megfigyelhető erősségű fordul elő.” Hailey és munkatársai ezért a kettősök inaktív állapotában is sugárzott sokkal halványabb, ám állandó röntgen fényét kereste. „Könnyű dolgunk volna, ha a feketelyuk-kettősök a neutroncsillag-kettősökhöz hasonló erőteljes röntgenkitöréseket produkálnának. De nem teszik, így valami mást kellett kitalálnunk.” – folytatja Hailey. – „Az egyedülálló fekete lyukak simán csak feketék, semmit sem csinálnak, így ezeket nincs is értelme keresni. Ám a kettősökben lévő fekete lyukak nyugodt állapotukban is sugároznak gyengén a röntgen tartományban. Ha ezeket megtaláljuk, akkor számukból az egyedülálló fekete lyukak mennyiségére is következtethetünk.”

Hailey és munkatársai a Chandra röntgen űrobszervatórium archív adatait átvizsgálva 12 feketelyuk-kettőst azonosítottak a galaktikus központ 3 fényév sugarú környezetében. Ezek tulajdonságai és térbeli eloszlásuk alapján kiszámították, hogy összesen 300–500 ilyen kettősnek kell ezen a vidéken lennie, amiből pedig az következik, hogy mintegy 10 ezer egyedülálló fekete lyuk is van ott. „Ez a felfedezés egy fontos hipotézist bizonyított,” – emeli ki Hailey, – „és ennek a gravitációshullám-kutatásra nézve is lesznek következményei, hiszen egy galaxis középpontjában lévő fekete lyukak számának ismeretében a közöttük várható kölcsönhatások is pontosabban jelezhetők előre. Az összes szükséges információ ott van a Tejútrendszer középpontjában.”

Forrás: csillagaszat.hu / phys.org / nature.com