Új bizonyíték a fekete lyukak rejtélyes típusára

Újabb bizonyítékot találtak a "közepes tömegű" fekete lyukak létezésére: ezek több százszor nehezebbek a csillagszerű társaiknál, ám ezerszer-milliószor könnyebbek azoknál a szörnyetegeknél, amelyek a galaxisok magjaiban találhatók.

Fekete lyuk anyagot szív el egy csillagtól, amely korongot formál körülötte. A korongból a lyukba hulló anyag egy része a legkisebb ellenállás irányában visszalövell az űrbe

A dr. Jon Miller (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) vezette kutatócsoport két olyan gázkorongra koncentrálta megfigyeléseit, amelyek két, "közepes tömegű"-nek feltételezett fekete lyuk közvetlen környezetében találhatók. Az Európai Űrügynökség (ESA) XMM-Newton nevű röntgenműholdja segítségével precízen megmérték a korongok hőmérsékletét, s az eddigi legpontosabb becslést adták a fekete lyukak tömegére.

"Egyre gyűlnek a bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy e különleges fekete lyukak valóban léteznek" - mondta Miller, hozzátéve: az igazi rejtély az, hogyan létezhetnek egyáltalán.

A fekete lyukak a téridő olyan speciális tartományai, ahol a gravitációs térerő szélsőségesen erőssé válik, olyannyira, hogy még a fény sem tud megszökni belőle. A fekete lyukaknak a közelmúltig két típusát ismertük: a szupernóva-robbanás után visszamaradó csillagtömegű objektumokat, illetve a galaxisok középpontjában elhelyezkedő hatalmas, akár több százmillió naptömegű "szörnyetegeket". Új megfigyelések azonban arra utalnak, hogy e két szélsőség között létezik egy átmeneti állapot, a közepes tömegű fekete lyukak birodalma, amelyek tömege néhány száz és néhány tízezer naptömeg között lehet.

Jon Miller és kollégái a Földtől 10 millió fényévnyire lévő spirálgalaxis, az NGC 1313 két erős röntgenforrását vizsgálták, s adataikat optikai- és rádióészlelésekkel kombinálták. Mindkét forrás több ezer fényévnyire helyezkedik el a galaxis magjától.

A fekete lyukak körül örvénylő gázkorongoknak a belső része a legforróbb, s ez bocsátja ki a röntgensugárzás zömét. Az elméletek szerint minél kisebb a fekete lyuk, annál forróbb a korong belső része, mivel annál szűkebb felületen zuhan befelé az anyag, így a súrlódás is nagyobb. A korong belsejének hőmérséklete és a fekete lyuk tömege között ez alapján egy számszerű összefüggés, egy fordított arányosság állítható fel.

Jon Miller és kollégái a fentiek alapján úgy találták, hogy az általuk vizsgált források fekete lyukainak tömege valahol 200 és 500 naptömeg között lehet.

Egy ilyen objektum keletkezése egészen szélsőséges körülményeket igényel, ami lehet például egy szokatlanul nagy tömegű, csillagok összeolvadásával keletkezett "hipercsillag" magjának összeomlása, vagy több csillagtömegű fekete lyuk összeolvadása. Saját galaxisunkban, a Tejútrendszerben is létezhetnek ilyen közepes tömegű fekete lyukak, amelyek a régmúltban, a mainál sokkal hevesebb csillagfejlődési folyamatok során alakultak ki.