Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Itt állíthatja be, hogy a Google keresőben elsők között legyen az Origo.huCsillagászok számítógépes modellek segítségével becsülték meg galaxisunk láthatatlan csillagmaradványainak számát és térbeli eloszlását. Eredményeik alapján mintegy 170 millió fekete lyuk rejtőzhet a Tejútrendszerben, mozgásuk elemzése pedig bepillantást engedhet galaxisunk régmúltjába is.
A legtöbb fekete lyuk szinte észrevehetetlen; környezetük csupán akkor válik feltűnővé, ha az égitest éppen intenzíven anyagot kebelez be. Éppen emiatt rendkívül nehéz felmérni, pontosan hány ilyen objektum található a galaxisunkban. A Tejútrendszerben megbújó fekete lyukak számát közvetlen megfigyelésekkel szinte lehetetlen meghatározni.
Fotó: VICTOR DE SCHWANBERG/SCIENCE PHO / VSC
Virtuális Tejútrendszerekkel keresték a fekete lyukakat
A probléma áthidalására Tom Wagg, az amerikai Flatiron Institute asztrofizikusa, és kutatócsoportja virtuális galaxisokat hozott létre. Ezekben a modellekben évmilliárdokon át követték nyomon a csillagok keletkezésének és pusztulásának, valamint a fekete lyukak kialakulásának folyamatát. A csillagászati szimuláció a Tejútrendszer teljes, mintegy 13,6 milliárd éves történetét felölelte, melyhez a kutatók a csillagok és galaxisok fejlődéséről jelenleg rendelkezésre álló összes tudományos ismeretet felhasználták.
Amennyiben a létrehozott modellek a valós megfigyelésekhez hasonló galaxist eredményeznek, úgy megbízható becslést adhatnak a közvetlenül nem észlelhető égitestekről is.
Számítások szerint a Tejútrendszer története során nagyjából 170 millió csillag hagyhatta el a fősorozatot, hogy aztán fekete lyukká váljon.
A modellek ráadásul nemcsak ezen objektumok számát becsülték meg, hanem előre jelezték méretüket és térbeli eloszlásukat is, sőt, még az őket létrehozó kozmikus robbanások természetéről is értékes információkkal szolgáltak.
- A kutatást bemutató tanulmányt már benyújtották az AAS (Amerikai Csillagászati Társaság) folyóirataihoz, hivatalos elbírálása előtt pedig az arXiv pre-print szerverén érhető el.
Nagy tömegű csillagokból keletkeznek a fekete lyukak
A csillagtömegű fekete lyuk egy nagy tömegű csillag halála után marad vissza. Amikor a csillag feléli a magfúziót fenntartó üzemanyagát, állapota instabillá válik, majd hatalmas robbanás kíséretében megsemmisül. Ekkor a fúzió által generált, kifelé ható nyomás hirtelen megszűnik, a csillag magja pedig egy rendkívül sűrű objektummá omlik össze, amelynek gravitációs vonzásából még a fény sem képes kiszabadulni.
Ez a jelenség komoly kihívás elé állítja a csillagászokat, hiszen a világegyetem megismerésének legfőbb eszköze a fény. Ha egy égitest az elektromágneses sugárzás egyetlen tartományában sem észlelhető, jelenlétének kimutatása – és különösen a hasonló objektumok számának meghatározása – roppant bonyolult feladat.
170 millió fekete lyuk lehet a Tejútrendszerben
Bár a 170 millió fekete lyuk első olvasatra rengetegnek tűnhet, a Tejútrendszer gigantikus méreteihez viszonyítva ez korántsem jelent sűrű eloszlást. A kutatócsoport számításai alapján a Nap és a galaxis központja közötti távolságban átlagosan egy fekete lyuk jut 6250 köbparszeknyi térrészre (egy parszek mintegy 3,26 fényévnek felel meg). Szemléltetésképpen: ez a térfogat egy nagyjából 18,4 parszek oldalhosszúságú kockának feleltethető meg.
Az égitestek időbeli eloszlása is hasonló képet mutat. Ha a 170 millió fekete lyuk keletkezését egyenletesen osztanánk el a Tejútrendszer történetében, átlagosan 80 évente született volna egy új példány. A valóságban azonban ezen objektumok kialakulásának csúcspontja jóval korábbra tehető, egy olyan időszakra, amikor a csillagkeletkezés a mainál nagyságrendekkel intenzívebben zajlott.
A jelenlegi számítások alapján tehát meglehetősen valószínűtlen, hogy közvetlen kozmikus szomszédságunkban fekete lyuk rejtőzne.
A szupernóva-robbanás messzire sodorhatja a fekete lyukakat
A korábbi vizsgálatok alapján a fekete lyukak ritkán maradnak meg eredeti keletkezési helyükön. Mivel sok ilyen objektum aszimmetrikus szupernóva-robbanás során jön létre, az extrém erejű detonáció hatalmas sebességgel repítheti keresztül őket a galaxison.
Ritkán előfordul, hogy ez a lökés olyan erejű, hogy a fekete lyuk eléri a Tejútrendszer elhagyásához szükséges szökési sebességet, ám a legtöbbjük a galaxison belül marad. A megtett hatalmas távolságok miatt azonban térbeli eloszlásuk jelentősen eltér az átlagos csillagokétól. Míg a Tejútrendszer csillagokból álló vékony korongjának függőleges kiterjedése csupán 306 parszek, addig a fekete lyukak alkotta korong vastagsága eléri a 790 parszeket.
A fekete lyukak segítségével tárhatjuk fel a galaxisunk múltját
A jövőbeli kutatások várhatóan már nem csupán a fekete lyukak megszámlálására szorítkoznak majd. Ezen objektumok tömege és mozgása ugyanis elárulhatja, hogy pontosan miként pusztultak el az őket létrehozó csillagok. Az így nyert adatok segíthetnek szelektálni a különféle szupernóva-robbanásokat és fejlődési modelleket. Amennyiben a jövőbeli megfigyelések összhangban lesznek Tom Wagg kutatócsoportjának előrejelzéseivel, az jelentősen megerősítheti a szimulációk létjogosultságát a galaxisok fejlődésének vizsgálatában.
