A nagy tömegű csillagok élete végét jelző szupernóva-robbanások
közben az egykori csillagmag összeomlása szupersűrű égitestet hoz
létre, amely a mag tömegétől függően neutroncsillag, vagy fekete lyuk
lesz. Ezekre a perdület-megmaradás értelmében gyors forgás jellemző.
Neutroncsillagoknál szerencsés esetben a rádiótartományban
észlelhető, és a forgási periódussal ismétlődő "pulzálás" jelentkezik – ilyenkor beszélünk pulzárokról.
Egy fekete lyuk forgását megmérni viszont nem könnyű, hiszen
közvetlenül nem észlelhető.
Közvetett módszerekkel viszont megbecsülhető, amennyiben anyagkorong
veszi körül az égitestet. Ez akkor alakulhat ki, ha a
szupernóva-robbanás kettős rendszerben történt, azaz a fekete lyuk
körül kering egy másik csillag is, amelynek anyagát erős gravitációs
erejével elszívhatja. Az anyagbefogási korong mérete és
hőmérséklet-eloszlása függ a központi égitest forgási sebességétől,
ugyanis a forgó fekete lyuk magával vonszolja a környező téridőt, ezzel
pedig felgyorsítja az ott levő
anyagot. Emiatt a gázanyag jóval közelebb kerülhet a fekete
lyukhoz a belezuhanás veszélye nélkül, mint álló fekete lyuk esetén,
így sokkal magasabb hőmérsékletet elérve is még észlelhető marad
számunkra.
Jeffrey McClintock
(Harvard-Smithsonian Center for Astrophyics) és
munkatársai ezt az elvet követve meghatározták a GRS 1915+105 jelű, a Földtől mintegy 36 ezer
fényévnyire található fekete lyuk forgási sebességét. A kutatók az áramló gáz
hőmérsékletét a NASA Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) nevű űrbéli röntgen-obszervatóriumával becsülték meg.
Fantáziarajz egy álló (balra) és egy forgó (jobbra) fekete lyuk körül kialakuló anyagkorongról (Forrás: NASA/CXC/M. Weiss)
Az
eredmények szerint a fekete lyuk közel 1000 fordulat/másodperc
szögsebességgel pörög, ami az Univerzumban eddig megfigyelt legsebesebb
forgást jelenti. Ez az érték az elméletileg lehetséges maximális
forgási sebességnek 98%-a (az ettől gyorsabban forgó
objektumok nem omlanak össze fekete lyukká). A szélsőséges eredményt
ugyanakkkor megkérdőjelezi Matthew Middleton (University of Durham) és
csoportja, akik szerint az anyagkorongban száguldó elektronokon szóródó
röntgensugárzás látszólag
magasabb hőmérsékletet eredményez, mint amennyi ténylegesen uralkodik a
korongban, így a számított forgási sebesség is nagyobb, mint valójában.
Az
adatok pontos értelmezésében létező bizonytalanságok mellett abban
mindenki egyetért, hogy a fekete lyukak forgása az űrbéli röntgen- és
gammatávcsövekkel egyértelműen kimutatható. McClintock és csoportja a
következő két évben féltucatnyi fekete lyukra tervez hasonló méréseket
végezni, amelyek eredményeként a természetben előforduló legnagyobb
robbanások, a gammakitörések eredetét szeretnék jobban megérteni. Az
ezekre vonatkozó modellek egy részében a szupernóva-robbanás közben
keletkező irányított gázkilövellésekre, azaz jetekre van szükség, amit
a robbanás során kialakuló, gyorsan forgó fekete lyuk és a körülötte
örvénylő gázfelhő kölcsönhatásával lehet legkönnyebben megmagyarázni.
Forrás: New Scientist, 2006. november 20.
Linkajánló: Animáció egy álló és egy forgó fekete lyukról