Jolán
0 °C
6 °C

Mi történik nagytömegű fekete lyukak ütközésekor?

2008.03.05. 19:40
Számítógépes szimulációk alapján a galaxisok középpontjában található nagytömegű fekete lyukak szoros megközelítése nem feltétlenül végződik az összeolvadásukkal.

A korszerű megfigyelési technikának köszönhetően ma már egyre több olyan példát ismerünk, ahol éppen két galaxis ütközésének vagyunk tanúi, írja a Hírek.csillagászat.hu. Mivel az elképzelések szerint ezek legtöbbjének középpontját nagyon nagy, többszáz millió, esetleg néhány milliárd naptömegű fekete lyukak foglalják el, a galaxisok összeolvadásának problémáján túl érdekes az a kérdés is, hogy mi történik ezekkel az objektumokkal a kölcsönhatás során. A rendkívül gyorsan forgó, és nagyon nagy tömegű résztvevők hatása a kozmikus környezetükre óriási, így a kölcsönhatás folyamata - ami lehet direkt ütközés, vagy az egymás felé spirálozó mozgás végén bekövetkező összeolvadás - minden bizonnyal a Földről is megfigyelhető, már ha tudjuk, hogy milyen nyomokat keressünk.

G.A. Shields (University of Texas, Austin) és E.W. Bonning (Yale University) szimulációi alapján a központi fekete lyukak kölcsönhatása azonban nem feltétlenül végződik az objektumok összeolvadásával. A közöttük fellépő erőhatások ugyanis olyan óriásiak, hogy egyiküket jelentékeny, akár másodpercenkénti több ezer kilométeres sebességgel egyszerűen kirepíthetik az egyre szorosabbá váló rendszerből. A hatás akkor a legerősebb, ha a két fekete lyuk forgásiránya ellentétes, de anyagbefogási korongjaik síkjai nagyjából egybeesnek. A folyamat nagyon gyorsan zajlik le, az egyik fekete lyuk a másodperc töredéke alatt akkora lökést kaphat, hogy végleg elhagyja az összeolvadással keletkező új galaxist, miközben az egybeolvadó korong egy részét is magával ragadja.

Két nagytömegű fekete lyuk összeolvadási folyamatát bemutató animáció részletei. (kép: NASA/CXC/A. Hobart)

A kirepülés eredményeként az instabillá váló anyagbefogási korongban keletkező lökéshullámok miatt rövid idő alatt jelentős mennyiségű energia keletkezik, aminek következtében a lágy röntgentartományba eső, több ezer éven keresztül fennmaradó felvillanás (fler) jön létre. A keletkező lágy röntgensugárzást a korong anyaga jelentős részben elnyeli, majd a gáz az ultraibolya és látható, a por pedig az infravörös tartományban sugározza ki, így a fler azonosítható.

Bár a nagyon nagy tömegű fekete lyukak ilyen kölcsönhatásai viszonylag ritkák, a kidobódást követő röntgen-utófény a számítások szerint elég hosszú ideig tart ahhoz, hogy nagyszámú ilyen eseményt tudjunk majd detektálni, s ezzel a kiváltó folyamatra következtetni. A kutatók becslése szerint 5 milliárd fényéves körzetben a számuk legalább 100-ra tehető.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal című folyóiratban jelenik meg.