Mekkorára hízhatnak az extragalaktikus fekete lyukak?

762

Tejútrendszerünk és a közeli galaxisok centrális vidékeinek egyre precízebb vizsgálhatósága, valamint a távoli, aktív galaxismagokból érkező sugárzások elemzése révén mára biztossá vált, hogy a legtöbb galaxis közepén egy (vagy akár több) szupermasszív fekete lyuk található. Ezek a jelenlegi elméletek szerint több kisebb fekete lyuk összeolvadásából jöttek létre, s jelenlétük meghatározó a galaxisok fejlődésének szempontjából.

A gigászi égitestek kimutatása és paramétereik meghatározása azonban korántsem egyszerű. A Tejútrendszer és a szomszédos galaxisok esetében – kisebb-nagyobb hibákkal – mérhető a fekete lyuk körül keringő csillagok és gázanyag sebessége, amiből megbecsülhető a fekete lyuk tömege. A nagyon távoli, intenzív sugárforrásokként azonosított (főként röntgen- és rádiótartományban detektálható) objektumok (összefoglaló néven aktív galaxismagok, AGN-ek) esetében a fekete lyuk körül áramló anyag sugárzását észleljük, melynek precíz színképi vizsgálata szintén lehetőséget teremt a tömegbecslésre. A relatíve pontosabb mérésekből történő becslések alapján jelenleg az M87 jelzésű, közeli (kb. 55 millió fényévre lévő) galaxis közepén lévő fekete lyuk tűnik a legnagyobb tömegűnek (kb. 3 milliárd naptömeg).

P. Natarajan (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) és E. Treister (ESO) véleménye szerint ennél jóval nagyobb tömegű fekete lyukak is létezhetnek. A két kutató alaposan tanulmányozta a rendelkezésre álló, a fekete lyukak környezetéből érkező sugárzások detektálásából származó mérési adatokat, elsősorban a röntgen- és a vizuális tartományban. Natarajan és Treister elsősorban a galaktikus fekete lyukak átlagos növekedési ütemét (azaz a környezetükben lévő gázanyag elnyelésének gyorsaságát), valamint az Univerzum életkorának függvényében vett tömegeloszlásukat próbálták feltérképezni.

Fantáziarajz egy gigászi fekete lyukról (NASA)

Vizsgálataik szerint a távoli múltban megfigyelhető, nagytömegű fekete lyukak azóta még nagyobbra duzzadhattak, átlagosan 5 és 50 milliárd naptömeg közé eső tömegűre. Azonban ezek az "ultranehéz" fekete lyukak sem nőhetnek a végtelenségig: a két kutató eredményei alapján kb. 50 milliárd naptömegnél húzódik a felső határ. Ennek oka az lehet – ahogyan ezt más vizsgálatok is sugallják -, hogy egy idő után a galaktikus fekete lyukba hulló anyag sugárzása "szétfújja" a környéken lévő, további gázanyagot, így nem marad utánpótlás az "éhes" fekete lyuk számára. Az ultramasszív fekete lyukak – ha tényleg léteznek – igazán kiérdemlik a gigantikus jelzőt: egy "mindössze" 5 milliárd naptömegnyi fekete lyuk mérete Naprendszerünk háromszorosát teszi ki!

Úgy tűnik, a megfigyelések során sikerült is már találni egy ilyen, ultranehéz fekete lyukat. A mintegy 3,5 milliárd fényévre lévő, OJ 287 jelű galaxis közepén a modellek szerint két óriási fekete lyuk kering egymás körül, s a nagyobbik tömege – óvatos becslések szerint – eléri a 18 milliárd naptömeget. Ugyanakkor több csillagász – köztük a princeton-i egyetem híres asztrofizikusa, S. Tremaine – is arra figyelmeztet, hogy a távoli fekete lyukak környezetéből érkező sugárzások alapján nagyon nehéz pontos tömegbecslést végezni, mivel a sugárzás intenzitása folyamatosan változhat a behulló anyag mennyiségétől függően – így minden ilyen jellegű eredményt megfelelő fenntartásokkal kell kezelni.

Natarajan és Treister cikke a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) folyóirat 2008. augusztusi számában jelent meg.

Forrás: NewScientistSpace, 2008.09.03.

Hozzászólás

hozzászólás