Milyen gyakran ütköznek a galaxisok szívében rejtőző gigászi fekete lyukak?

5435

A csillagászok megfigyelései szerint a legtöbb, vagy talán az összes nagyobb tömegű galaxis középpontjában van egy szupernagy tömegű fekete lyuk. Ezek tömege a Nap anyagmennyiségét több milliószorosan, de akár milliárdszorosan is meghaladhatja. Azt is megállapították a szakemberek, hogy ezeknek a központi fekete lyukaknak a tömege arányos a gazdagalaxis csillagainak össztömegével; a fekete lyuk tömege a csillagokénak nagyjából 1%-át teszi ki. A távoli, egyben korai világegyetem megfigyelése révén tudjuk továbbá, hogy a galaxisok eddigi életük folyamán számos összeolvadáson mentek keresztül.

Mindebből arra következtethetünk, hogy az összeolvadó galaxisok központi fekete lyukai a világegyetem korához képest viszonylag rövid idő alatt maguk is egyesülnek, a gazdagalaxisukkal együtt növekszenek. Ezek az ütközések pedig jelentős események. Noha a fekete lyukak összeolvadásakor hatalmas energiamennyiségek szabadulnak fel, az eseményt mégsem kíséri látható fényjelenség. A felszabaduló energia gravitációs hullámok formájában távozik, így gravitációshullám-detektorokkal kell vadásznunk rájuk. De mégis, vajon milyen gyakoriak ezek az ütközések, mit várhatunk a gravitációshullám-megfigyelésektől?

Fantáziarajz a tőlünk 480 millió fényévre, egy összeolvadó galaxispár központjában, ütközési pályán keringő szupernagy tömegű fekete lyukakról, amelyeknek csak az anyagbefogási korongjaik fénylenek. Forrás: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss, NRAO/AUI/NSF.

Ezekre a kérdésekre keresték a választ a csillagászok szoros szupernagy tömegű feketelyuk-kettősök után kutatva. Az egyesüléshez egészen közel álló párosokat kerestek, és a munka során egy nem túl távoli összeolvadó galaxispár központjában meg is találták az eddig ismert legszorosabb szupernagy tömegű kettős fekete lyukat. Magukat a fekete lyukakat természetesen nem tudják a csillagászati műszerek megpillantani, hanem a körülöttük áramló anyagbefogási korong forró gázainak sugárzása árulkodik róluk.

A szorosságot és a közeljövőbeni összeolvadást persze csillagászati léptéken kell érteni. A tőlünk 480 millió fényévre található feketelyukpár tagjainak tömege 125 és 200 millió naptömeg, távolságuk 750 fényév. Az összeolvadás pedig néhány százmillió év múlva várható, így erre a konkrét eseményre pillanatnyilag nem érdemes kutatási programot alapozni. A felfedezés jelentősége nem is ez, hanem az, hogy a kutatóknak nem kellett nagyon távol keresniük ahhoz, hogy megtalálják ezt a különleges rendszert.

A tényleges megfigyelések a tőlünk 480 millió fényévre, egy összeolvadó galaxispár központjában, ütközési pályán keringő szupernagy tömegű fekete lyukakról. A jobb oldali kinagyított részlet helyét lila téglalap jelöli a bal oldali ábrán. A jobb oldali nagyításon a fekete lyukak fénylő anyagbefogási korongjait látjuk két fényes foltként. Forrás: M.J. Koss és mtsai.

Ebből a csillagászok arra következtetnek, hogy az ilyen rendszerek, valamint az összeolvadási események meglehetősen gyakoriak a világegyetemben, így érdemes lehet ezek gravitációs jelei után kutatni. A felfedezőket az is felvillanyozta, hogy a megfigyelt páros olyan közel van egymáshoz, ami éppen csak a felbonthatóság határát súrolja a jelenlegi műszereink számára. A kettősség egyértelmű bizonyításához hét különböző csillagászati műszer, köztük a Hubble-űrtávcső és a Chandra röntgenobszervatórium kombinált adataira volt szükség.

A mostani párost felfedező asztrofizikusok számításai szerint tehát meglehetősen gyakoriak lehetnek a világegyetemben az összeolvadó szupernagy tömegű fekete lyukak, így az általuk keltett gravitációs hullámok egybeolvadva erős háttérzajt kelthetnek, aminek a felfedezésére talán már nem sokáig kell várnunk.

Forrás: Phys.org

Hozzászólás

hozzászólás