Ősi fekete lyuk nőtte túl a galaxisát

Illusztráció egy olyan fekete lyukról, amely gyorsabban gyarapodik, mint a neki otthont adó csillagváros

Egy újonnan felfedezett óriási fekete lyuk alaposan megdöbbentette a kutatókat – a 7 milliárd naptömegű bestia ugyanis több tucatszor nagyobb, mint ami a számára otthont adó galaxis méretéből következne. Az új információk megkérdőjelezhetik a galaxisok keletkezéséről eddig szőtt elméleteket.

A véletlen felfedezés

A CID-947 névre hallgató szupermasszív fekete lyukat a Hawaii-szigeteki Keck Obszervatórium, a NASA Chandra űrtávcsöve és az ESA XMM-Newton röntgencsillagászati műholdja együttesen vizsgálta.

Az asztronómusok adatai alapján az objektum 11,7 milliárd évvel ezelőtt – 2 milliárd évvel a „Nagy Bumm” után – keletkezett.

A tudósok elmondták, hogy a közelben lévő gázok gyors mozgása arra enged következtetni, hogy a fekete lyuk tömege 7 milliárd Nap tömegének felel meg - írta a Space.com csillagászati portál.

A fekete lyukakról

A fekete lyukak olyan csillagok magjából keletkeznek, amelyek tömege akkora, hogy saját gravitációs terük összehúzó erejének semmilyen ismert fizikai folyamat nem tud ellenállni, így az égitest „teljesen" összezsugorodik. Ekkor egy olyan tartomány alakul ki, amelyen belülről az összehúzódott csillag gravitációs tere hatására sem anyag sem sugárzás - így fény sem - szabadulhat ki. A csillagok összeroskadásával keletkező „pehelysúlyú" fekete lyukak 2,5-3 naptömegűek, a legnehezebbek – vagyis a nagyon nagy tömegű (szupermasszív) fekete lyukak – tízezer és tízmilliárd naptömeg között vannak.

Forrás: Csillagászati tankönyv kezdőknek és haladóknak, Wikipedia

C. Megan Urry, a Yale Egyetem csillagásza, a tanulmány társszerzője a kiadott sajtóanyagban elmondta, hogy tulajdonképpen a tipikus galaxisokban található, átlagos méretű fekete lyukakat kerestek, és nem „egzotikus” óriásokat.

A felfedezés így egészen „sokkszerű” volt, főleg ami a szokatlanul nagy méretet illeti.

A valódi meglepetést azonban mégsem ez okozta, hanem a fekete lyukat körülvevő galaxis tömege.

Bolygókat beszippantó fekete lyuk számítógépes illusztrációja Forrás: AFP

Nem hittek a szemüknek

A mérések alapján a vizsgált rendszer tömege egy jellegzetes galaxisénak felel meg

- mondta a tanulmány vezető szerzője, Benny Trakhtenbrot asztrofizikus (Swiss Federal Institute of Technology). „Mindez azt jelenti, hogy egy normál-méretű galaxison belül egy gigantikus fekete lyuk van” – tette hozzá a kutató.

A legtöbb galaxis – beleértve a Tejútrendszert – „szívében” egy szupermasszív fekete lyuk helyezkedik el, amelynek tömege a több milliótól egészen a több milliárd naptömegig terjedhet. Az eddig megfigyelt fekete lyukak azonban a nekik otthonul szolgáló galaxisok tömegének csupán 0,2-0,5 százalékát tették ki.

Forrás: Wikimedia Commons

A CID-947 ezekre az értékekre alaposan ráver,

ugyanis Trakhtenbrot állítása szerint a most talált objektum egytizedét teszi ki csillagvárosa tömegének.

Az eredmények annyira hihetetlenek voltak, hogy a csillagászok független szakértőket kértek fel az adatok megerősítéséhez.

Ellentmondásban az eddigi elméletekkel

A galaxisok keletkezésének jelenlegi modelljei azt sugallják, hogy a nagyon nagy tömegű fekete lyukak és a galaxisaik egymással szinkronban fejlődnek, azonos ütemben növekednek. A CID-947 azonban áthágja ezt a „szabályt” és sokkal gyorsabban terebélyesedik, mint amire a kutatók korábban számítottak. „Ellentmondva a legtöbb modellnek, a frissen felfedezett fekete lyuk és a csillagvárosa nem növekszik párhuzamosan” – írta Trakhtenbrot.

Illusztráció egy olyan fekete lyukról, amely gyorsabban gyarapodik, mint a neki otthont adó csillagváros Forrás: Michael S. Helfenbein/Yale University

Ha mindez nem lenne elég, a tudósok azt találták, hogy habár a fekete lyuk elérte növekedésének végét, a csillagkeletkezés nem lassult le a galaxisban. Korábbi kutatások eddig azt állították, hogy amint a fekete lyuk elég nagyra nő, a csillagkeletkezési folyamatok üteme alaposan lecsökken – ez annak tulajdonítható, hogy

a belehulló anyag által kibocsátott óriási mennyiségű energia felmelegíti a galaxis gáz- és poranyagát,

ami aztán már nem képes annyira lehűlni, hogy az új csillagok születése lehetővé váljon.

„A fekete lyuk nem befolyásolta a galaxis fejlődését, ismét ellentmondva a korábbi modelleknek és elgondolásoknak” – írta Trakhtenbrot. „A fekete lyuk befejezte növekedésének nagy részét, a galaxis viszont tovább gyarapszik”.

Forrás: NASA/JPL-Caltech

A kapcsolat megértése

Trakhtenbrot elmondta, hogy az eredmények azokat a korábbi kutatásokat támasztják alá, melyek szerint a fekete lyukak hihetetlenül gyorsan fejlődtek az újszülött univerzumban. Az asztronómus és kollégái most hasonló, ősi szupermasszív objektumokat akarnak analizálni abból a célból, hogy jobban megérthessék a csillagvárosok és a fekete lyukak egymásra gyakorolt hatását. Az eredményeket a Science magazin július 10-én megjelent számában közölték.