Új elmélet a fekete lyukak születéséről

A viszonylag kis tömegű fekete lyukak születését eddig pillanatszerű eseménynek tekintették. Az új eredmények azonban arra utalnak, hogy a szupernóva-robbanást követő órákban még jelentősen nőhet az újszülött objektum tömege.

Forrás: NASA GSFC Dana BerryFantáziarajz egy fekete lyuk születéséről

A csillagtömegű fekete lyukak legalább 25 naptömegű csillagok életének végén keletkeznek. (Érdemes ezeket elkülöníteni a galaxisok centrumában lévő, a Napnál több milliószor nehezebb, szupernagytömegű fekete lyukaktól, amelyek más folyamat során keletkezhetnek.) A csillagtömegű fekete lyukak az adott csillag élete végén történő szupernóva-, illetve egyesek által hipernóva-robbanásnak nevezett kataklizma során születnek. A csillag anyaga összeomlik, és centrumában kialakul egy fekete lyuk. Ugyanekkor az itt keletkező sugárzás jelentős része két, ellentétes irányba mutató sugár formájában távozhat. Ha ezek egyike felénk mutat, akkor láthatunk úgynevezett hosszabb lefutású gammafelvillanást.

Az utóbbiak követésére specializálódott SWIFT űrteleszkóp észlelései szerint a hosszabb gammavillanások mintegy felénél nem csak egy robbanás jelentkezik. A megfigyelések jelentős részénél az első felvillanást követő öt percen belül is erős aktivitás jelentkezik. Alkalmanként kettő, három, vagy négy nagyobb "utórobbanás" is lehet, amelyek keretében intenzív röntgensugárzás is megfigyelhető. Néhány esetben az első villanás után egy nappal is rögzítettek felfényesedést.

A fenti jelenség eddig a 2005. május 2-án rögzített GRB 050502B jelű gammavillanásnál volt a legfeltűnőbb. Ennek kezdeti intenzív szakasza 17 másodpercig tartott, majd a sugárzás gyengült. Mintegy 500 másodperccel később azonban váratlanul felerősödött a röntgentartományban, méghozzá közel százszor magasabb szintre, mint ahogy korábban jelentkezett. Eddig a SWIFT közel egy tucat gammavillanásnál örökített meg hasonlóan markáns jelenséget, és sokkal több esetben kevésbé feltűnő utóvillanásokat.

A megfigyelések magyarázatára a következő forgatókönyv a legvalószínűbb. Az első és legnagyobb robbanás pillanatában az összeomló csillag centrumában megszületik a fekete lyuk. Később a robbanás lökéshullámától kilökött anyagcsomók némelyike visszazuhanhat a fekete lyukba, és bezuhanása közben erős sugárzást bocsáthat ki. Elképzelhető, hogy több visszazuhanó anyagcsomó is ütközik egymással, ami szintén növeli a sugárzást.

A fenti teóriára még nincs perdöntő bizonyíték, de ha a későbbiekben alátámasztást nyer, a fekete lyukak keletkezését ezentúl hosszabb folyamatnak kell tekintenünk. Bár az objektum egy robbanás keretében születik az összeomló csillagban, a továbbiakban is jelentősen növekszik a tömege, és végső állapotát több óra, esetleg néhány nap alatt nyerheti el.