Kósza csillag miatt tűnhetett el a fekete lyuk

9318

Egy messzi-messzi galaxis közepén egy fekete lyuk komótosan fogyasztja gázkorongját, amely úgy kavarog körülötte, ahogyan a lefolyónyílás körül a víz. A tátongó lyukba áramló gáz extrém hőmérsékletűre forrósodva olyan fényesen ragyog röntgenhullámhosszon, hogy még innen, tőlünk 300 millió fényévről is látszik. Ezen ultraforró, gázzal teli régiót nevezik a fekete lyuk koronájának. Fényességük akár százszorosra is nőhet vagy csökkenhet, attól függően, hogy a fekete lyuk éppen milyen intenzitással fogyasztja a körülötte levő anyagot.

Értetlenül álltunk azonban, amikor két évvel ezelőtt az 1ES 1927+654 jelű galaxis feketelyuk-koronájának röntgensugárzása teljesen eltűnt – fényessége négy nagyságrenddel csökkent körülbelül 40 nap alatt. Ezután szinte azonnal fényesedni kezdett, és mintegy 100 nappal később már 20-szor fényesebben ragyogott, mint az egész jelenség előtt. Normálisan nem látni ekkora változást az akkretáló fekete lyukak körül, így először azt gondolták, valami hiba csúszott az adatokba; később viszont bebizonyosodott, hogy a jelenség valódi.

Illusztráció egy gázkoronggal körülvett, tömegbefogó fekete lyukról. A bal oldali ábrán vöröses sáv jelzi a korongba behulló törmeléket, a kibocsátott sugárzást pedig a fehér fénysugarak. A jobb oldali képen a törmelék megzavarta a gázt, a fekete lyuk körüli területről átmenetileg eloszlatva azt, így a sugárzás megszűnt. (NASA/JPL-Caltech)

A fekete lyuk koronájának röntgensugárzása közvetlenül a lyukba áramló anyaggal függ össze (a fekete lyuk úgymond “táplálkozik”), így az 1ES 1927+654 elsötétülése feltehetően azt jelenti, hogy átmenetileg megszűnt a tápanyagforrás. Az Astrophysical Journal Letters nemzetközi tudományos folyóiratban megjelent új tanulmány szerint elképzelhető, hogy egy elszökött csillag kerülhetett túl közel a fekete lyukhoz, széttépve azt. Ha ez történt, a csillag gyorsan mozgó törmeléke a korongba ütközve átmenetileg szétoszlathatta a gázt.

Szinte minden galaxis közepén szupernagy tömegű fekete lyuk található, amelynek tömege a mi Napunknál milliószor, milliárdszor nagyobb. A körülöttük keringő, akkréciós korongot alkotó gázt bekebelezve növekednek. Mivel a fekete lyukak nem bocsátanak ki és nem is verik vissza a fényt, így azokat közvetlenül nem lehet megfigyelni – csak a koronájuk, illetve a korong által kibocsátott sugárzás segítségével lehet mégis tanulmányozni.

Az új kutatási eredményeket alátámasztja az is, hogy a röntgensugárzás eltűnését megelőző hónapokban több földi obszervatórium is megfigyelte, hogy látható tartományon fényesebb lett a fekete lyuk körüli korong. Ezt okozhatta a csillag maradványainak és a korong anyagának első ütközése is.

Mélyebbre ásva

Az 1ES 1927+564 eltűnése egyedi eset, de nemcsak a drámai fényességváltozás miatt, hanem amiatt is, mennyire részletesen tudták megfigyelni. Az optikai fényesség növekedése után a Nemzetközi Űrállomásra erősített NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) röntgenműszerrel végeztek további méréseket, és 15 hónap alatt összesen 265-ször figyelték meg a galaxist. Emellett a NASA Neil Gehrels Swift obszervatóriumával, illetve a NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) és az ESA XMM-Newton távcsövével is megfigyelték.

Habár a csellengő csillag a legesélyesebb tettes, a tanulmány szerzői megjegyezték, hogy más magyarázata is lehet a különleges esetnek. A mérések egyik kiemelkedő eleme az, hogy a fényességcsökkenés nem sima volt: a NICER-rel detektált, alacsony energiájú röntgensugarak napról napra drámaian változtak, akár csupán 8 óra alatt is százszoros fényességváltozásokat produkálva. Láttunk már olyat, hogy extrém esetekben a fekete lyuk koronája százszor fényesebb vagy halványabb lesz, de ennél jóval hosszabb időskálákon. Az ilyen, hónapokon át tartó, gyors ütemű változások valóban rendkívüliek. Arra a kérdésre a választ, hogy az ilyen gyors változások vajon mennyire számítanak szokásosnak az akkretáló fekete lyukak esetében, a jövő kutatásai adhatják meg.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás