Egy spanyol kutatócsoport azonosított egy, az elméletek által megjósolt, de eddig még soha nem detektált kettőst, amelynek egyik komponense egy nagyon gyorsan forgó Be csillag, a másik pedig egy csillagtömegű fekete lyuk.
Az ún. Be csillagok nagy számban fordulnak elő az Univerzumban. A jelölésben a ‘B’ a spektráltípusra utal, azaz ezek a csillagok ún. korai színképtípusú, forró, kék objektumok, az ‘e’ pedig azt jelenti, hogy a spektrumban több vonal – például a hidrogén Balmer-sorozatának komponensei és a hélium egyes vonalai – emisszióban figyelhetők meg. A Tejútrendszerben több mint 80 százalékuk olyan kettős rendszer tagja, melynek másik komponense egy neutroncsillag. Az emissziós vonalakon kívül a többi csillagtól az a jellegzetes tulajdonságuk is megkülönbözteti őket, hogy nagyon gyorsan forognak a tengelyük körül, akkora szögsebességgel, ami már instabilitással jár. A kutatás vezetője, Jorge Casares (Instituto de Astrofísica de Canarias, IAC; La Laguna University, ULL) érzékletes hasonlata szerint úgy pörögnek, mint egy kozmikus búgócsiga.
Az újonnan felfedezett fekete lyuk az MWC 656 katalógusjelű, a Lacerta csillagképben megfigyelhető, a Földtől körülbelül 8500 fényévre található Be típusú csillag körül kering. A főkomponens olyan gyorsan forog, hogy az egyenlítő menti rotációs sebessége meghaladja az 1 millió km/h-t. (Összehasonlításul ez a Nap esetében körülbelül 7200 km/h, a Földnél pedig csak 1700 km/h.) A kutatócsoport tagja, Marc Ribó (Institut de Ciències del Cosmos of Barcelona University, ICC/IEEC-UB) szerint a csillagot még 2010-ben kezdték el tanulmányozni, amikor az űrteleszkópok tranziens gammasugárzást észleltek az irányából. A későbbiekben ilyet ugyan már nem detektáltak, kiderült azonban az, hogy a Be csillag egy kettős rendszer egyik komponense.
Az észlelési adatok részletes analízise alapján a kísérő paramétereinek megállapítása is lehetővé vált. Becsült tömege 3,8 és 6,9 naptömeg közötti, így – mivel láthatatlan – Ignasi Ribas (CSIC in the Instituto de Ciencias del Espacio, IEEC-CSIC) szerint csak fekete lyuk lehet, mert három naptömegnél nagyobb neutroncsillag nem létezhet. A fekete lyuk a nála jóval nagyobb tömegű Be csillag körül kering, miközben anyag áramlik át rá a főkomponensről. Ezt elősegíti annak nagyon gyors rotációja, mivel az ez által okozott instabilitás és anyagvesztés következtében a Be csillagot egy egyenlítői diszk veszi körül, ebből pedig a fekete lyuk könnyen tud „rabolni”. A tömegátadás egy, a fekete lyuk körül kialakult akkréciós diszken keresztül zajlik a két komponens között. Ignacio Negueruela (University of Alicante, UA) magyarázata szerint a fekete lyuk mozgását, ezen keresztül pedig a tömegét is az akkréciós korong emissziójának tanulmányozásával lehet meghatározni.
A kutatók úgy gondolják, hogy a most felfedezett egzotikus kettős egy sokkal nagyobb, rejtőzködő populáció egyik képviselője. Casares szerint a Be csillagot és fekete lyukat tartalmazó kettősök sokkal gyakoribbak lehetnek, mint azt korábban gondoltuk, csak nagyon nehéz detektálni őket, mert a Be csillag által ledobott gázt a fekete lyuk gyakorlatilag „csendben”, számottevő sugárzás kibocsátása nélkül nyeli el. Reménykedik azonban abban, hogy nagy távcsövek – például a GTC (Gran Telescopio Canarias) – segítségével egyre több ilyen rendszert tudnak majd azonosítani, nem csak a Tejútrendszerben, de a közeli galaxisokban is.
Bár létezésüket már a 18. században megjósolta Laplace, a fekete lyukak azonosítása csak néhány évtizede vált lehetővé. Akkor is csak közvetett módon, mivel – mint nevük is mutatja – óriási gravitációjuk miatt még a fény sem tud megszökni róluk, így a távcsövek számára láthatatlanok. Detektálásuk azért lehetséges, mert a környezetükbe jutó anyag általában annyira felmelegszik, hogy jelentős intenzitású nagyenergiájú sugárzást bocsát ki, ez pedig a röntgenműholdakkal mérhető. Ilyen eset például az, amikor a fekete lyuk egy kettős rendszerben a másik komponenstől – ami a legtöbb esetben egy közönséges csillag – anyagot szív el. Ha tehát egy normál csillag környezetéből nagy intenzitású röntgenemisszió detektálható, akkor ott nagy valószínűséggel egy fekete lyuk is rejtőzködik.
Ezzel a módszerrel az elmúlt 50 év során 55 darab potenciális fekete lyuk jelöltet azonosítottak, 17 esetben pedig dinamikai megfontolások alapján a tömegét is meg tudták határozni: ha ez 3 naptömegnél nagyobbnak adódik, akkor valószínűleg fekete lyukról van szó. Az igazi problémát azonban az ún. „szunnyadó” fekete lyukak jelentik – ezek egyik példányát fedezték fel most a spanyol kutatók -, melyeknél a röntgenemisszió nagyon alacsony, így Casares szerint kicsi annak a valószínűsége, hogy egyáltalán észrevesszük őket.
Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2014. január 16-i számában jelent meg.
Forrás: ScienceDaily 2014.01.16.
