iPon Cikkek

Hárman párban – három óriási fekete lyuk egy galaxisban

Dátum | 2014. 06. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Egy nemrégiben megjelent tanulmány szerzői szerint elképzelhető, hogy a galaxisok jelentős részének központjában nem egyetlen szupernehéz fekete lyuk foglal helyet, hanem kettő vagy még több található a különös objektumokból. Az utóbbi évtizedekben a csillagászok előtt világossá vált, hogy a Tejútrendszerhez hasonló méretű csillagrendszerek magjában óriási fekete lyukak vannak. Ezek a monstrumok több száz millió vagy akár több milliárd naptömeggel is rendelkezhetnek. Mivel azonban a nagyobb galaxisokról úgy tartják, hogy azok több kisebb rendszer ütközése nyomán jöttek létre, elviekben ezekben több szupernehéz fekete lyuknak is kellene lennie. Két vagy több ilyen gravitációs erőmű jelenléte persze komoly következményekkel járhat, ami a csillagrendszer szerkezetét és dinamikáját illeti. A magban egymás körül keringő fekete lyukak például alaposan felkavarhatják a centrum csillagainak és gázfelhőinek rendjét, ez viszont sokféle következménnyel járhat csillaggyárak megszületésétől kezdve az egyik fekete lyuk galaxisból való kidobódásig. A legújabb megfigyelések azonban arra engednek következtetni, hogy bőven akadhatnak olyan galaxisok is, amelyek magjában több fekete lyuk táncol egymás körül, hogy végül egy más hatalmasabb objektummá olvadjanak össze. A szakértők abban reménykednek, hogy egy ilyen esemény megfigyelése révén megfejthetővé válna, hogy a titokzatos gravitációs hullámok hogyan viselkednek az univerzumban elképzelhető legszélsőségesebb körülmények között. Minderre a legújabb ígéretesnek jelöltnek egy nemrégiben felfedezett rendszer kínálkozik, amelyben három fekete lyuk kering egymás viszonylagos közelségében. „Rendkívüli módon meglepődtünk, amikor felfedeztük az objektumokat” – mondja Roger Deane, a dél-afrikai Fokvárosi Egyetem kutatója.
Galaxisütközés a Nagy Kutya csillagképben
A trió léte persze, ahogy már említettük, elméleti szinten nem jelentett meglepetést, hiszen a csillagászok körében régóta elfogadott az az elképzelés, miszerint ha két vagy több galaxis ütközik, megfelelő körülmények mellett egyetlen csillagrendszerré állhatnak össze. Saját otthonunk, a Tejútrendszer és az Androméda is hasonló folyamaton fog átmenni 4 milliárd év múlva, ha a szimulációk helyesek. Mivel pedig jelenleg úgy tudjuk, hogy minden galaxis centrumában van egy szupernehéz fekete lyuk, az összeolvadással létrejövő új rendszerben két ilyen objektum fog helyet kapni. Elméletben tehát abszolút érthető, hogy léteznek ilyen galaxisok, ténylegesen azonban egyelőre csak nagyon kevés kettős fekete lyukkal rendelkező rendszerre, és mindössze négy darab három tagból álló együttesre sikerült ráakadni. Az egyik elképzelhető magyarázat erre az lehet, hogy a hasonló duók (és triók) meglehetősen instabilak, és gyorsan összeolvadnak, így ha nem sikerül elkapni őket közelségük meglehetősen szűk idősávjában, már nyomukat sem fogjuk látni. A másik elmélet szerint a duók tagjainak többsége olyan szoros közelségben kering egymással, hogy a jelenlegi technológiákkal nagyon nehéz elkülöníteni azokat, mondja Jenny Greene, a Princeton asztrofizikusa. „Elméletben nagy mennyiségű olyan kettős fekete lyuk létezhet, amelyeket csak néhány fényév választ el egymástól” – folytatja a szakértő. Ilyen „szoros” párosokat azonban egészen mostanáig nem igazán sikerült azonosítani, egy kivétellel. A legkisebb távolságú fekete lyuk páros tagjai ugyanis mindössze 24 fényévnyire vannak egymástól, a mostani felfedezést megelőzően azonban a második helyet egy 2400 fényév távolságú kettős őrizte. Az ismert hármas rendszerekben pedig az eddigi a két tag közti legkisebb távolság 7800 fényévnek adódott, ami a Tejútrendszer átmérőjének tizede. Deane és kollégái akkor lettek figyelmesek az SDSS J150243.091111557.3 katalógusjelű galaxisra, amikor a Sloan Digitális Égboltfelmérési Program (SDSS) munkatársai két erős fényforrás jelenlétét is kimutatták annak magjában. (Az SDSS keretében öt különböző hullámhosszon igyekeznek lefotózni az égbolt minél nagyobb területét az új-mexikói Apache Point Obszervatórium külön erre a célra épített, 2,5 méteres átmérőjű, nagy látószögű tükrös távcsövével.)
A két fényforrás jelenléte arra utalt, hogy esetleg két fekete lyuk is lehet a galaxis magjában, és az azok felé tartó, spirálisan örvénylő, felforrósodott gázfelhők bocsátják ki a fényt. A helyzet alaposabb felderítése érdekében a szakértők a galaxisra irányították a 18 rádiótávcsőből álló VLBA rendszerét. Ennek teleszkópjai Amerikában, Oroszországban és Kínában foglalnak helyet, így nagy távolságuknak köszönhetően közösen rendkívüli felbontású felvételeket képesek készíteni az égbolt egy-egy darabkájáról, amire szükség is volt, hiszen célpontjuk ezúttal 4,3 milliárd fényév távolságban helyezkedett el. Az eredményekből rövidesen kiderült, hogy valóban két fekete lyukról van szó, amelyek 24 ezer fényévnyire vannak egymástól. Ez galaktikus méretekben is jelentős távolságnak számít, hiszen nagyjából ilyen távol van a Nap a Tejútrendszer magjától. Ez tehát arra utal, hogy a két ütköző galaxis még messze van attól, hogy teljesen összeolvadjanak. Az adatok további elemzése azonban arra is fényt derített, hogy a „duó” egyik tagja valójában két, szoros közelségben keringő fekete lyukból áll, amelyek közt olyan kicsi a távolság, hogy a műszerek többsége számára egyetlen objektumnak tűnnek. A most felfedezett két objektumot mindössze 460 fényév választja el egymástól, és 150 ezer földi év alatt kerülik meg közös tömegközéppontjukat, vagyis másodpercenként több mint 100 kilométert tesznek meg. Ez több mint háromszorosa a Föld Nap körüli sebességének, és körülbelül fele a Nap (és a Naprendszer) galaktikus mag körüli sebességének. Bár földi szemmel a 460 fényév is óriási távolságnak tűnhet, a szupernehéz fekete lyukak gravitációs erői mellett semmiségnek tekinthető. A felfedezés másik érdekessége, hogy páros olyan közel kering egymáshoz, hogy egyikük tömegvonzása befolyásolja a másik által kibocsátott részecskenyaláb viselkedését.
A relativisztikus anyagsugarak vagy jetek a fekete lyukak akkréciós korongjára merőlegesen formálódó plazmakilövellések, amelyek a forgó mágneses mezők hatására igazodnak a forgástengelyhez. Már több esetben megfigyelték, hogy ezek a jetek időnként spirálisan megtekerednek, feltehetően egy közeli, nagytömegű objektum, nagy valószínűséggel egy másik fekete lyuk hatására. Ez az első alkalom azonban, hogy ténylegesen sikerült kimutatni az anyagsugárra befolyással levő égitest jelenlétét. A kutatócsoportnak a különleges rendszer azonosításához elég volt hat galaxist megvizsgálni, amelyek optikai és infravörös tartományban készített felvételei arra utaltak, hogy azokban két szupernehéz fekete lyuk foglalhat helyet. A gyors sikerből kiindulva két eset lehetséges: vagy óriási mázlijuk volt a csillagászoknak, ami kevéssé valószínű, vagy pedig a hasonló, szoros rendszerek, és a három fekete lyukat magukba foglaló galaxisok gyakoribbak, mint valaha is gondolták a szakértők. Hogy a szoros duó sorsa mi lesz, azt egyelőre nem tudni, de a kutatók szerint a hasonló rendszerek jelenthetik a kulcsot az Einstein által megjósolt, és közvetett módon már ki is mutatott gravitációs hullámok tanulmányozásához. Ilyen hatalmas tömegek egymás közelében ugyanis folyamatosan görbítik a téridőt, és mivel ők maguk is mozognak, hullámszerű változásokat okoznak annak szövedékében. A csillagászok hosszú ideje kettőscsillagok vagy fekete lyuk duók révén igyekeznek tanulmányozni a jelenséget, és mivel az univerzum objektumai közt nem ismerünk nehezebbeket a szupernehéz fekete lyukaknál, ezek kettősei a gravitációs hullámok legerősebb forrásai lehetnek napjainkban. Sajnos az ismert kettősök tagjai egyelőre túlságosan távol vannak egymástól ahhoz, hogy gravitációs hullámaik detektálhatóak legyenek. A kutatók ugyanakkor úgy vélik, hogy mivel ezen párosok tagjai lassan, de biztosan egymás felé zuhannak, összeolvadásukkor hatalmas hullámokat indítanak útjukra. Kellő mennyiségű duó és trió vizsgálatával tehát előbb-utóbb talán elcsíphető lehet egy olyan rendszer, amely éppen ebben a fázisban van.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

5. rtagore
2014.06.29. 11:30
Nemrég egy korábbi cikkben pedig arról volt szó, hogy mégsem olyan biztos a gravitációs hullámok felfedezése.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. CyberPunk6...
2014.06.29. 12:24
Magáról a mérésről volt szó. Tehát nem megdőlt a létezésük elmélete, csak a bizonyítása nem biztos, hogy sikerült.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. rtagore
2014.06.29. 12:34
Igen, csakhogy a cikkben úgy szerepel, hogy már kimutatták a létezését.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2014.06.29. 14:04
Abban az ősrobbanás által keltett gravitációs hullámok észleléséről volt szó. A gravitációs hullámok létét közvetett módon kimutatta két amerikai fizikus egy kettős neutroncsillagon, amiért 1993-ban Nobel-díjat is kaptak. Közvetlen bizonyíték azonban továbbra sincs létezésükre, ezt szeretnék megtalálni a kutatók.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. rtagore Jools
2014.06.29. 14:48
Kösz szépen a kiegészítést.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!