Dániel, Daniella
16 °C
30 °C

Magyar fizikus tanulmánya is segített megtalálni a hemzsegő fekete lyukakat

2018.04.16. 14:01
Április elején mi is beszámoltunk róla, hogy a Columbia Egyetem szakemberei tucatnyi fekete lyukat találtak a Tejútrendszer magjában, és a felfedezés további több ezer fekete lyukra utal ugyanott. A jelentős felfedezésnek van egy magyar szála is: a Nature-ben megjelent cikk nem véletlenül hivatkozik többek között az ELTE fiatal fizikusára, Kocsis Bencére. Kocsis most az mta.hu-nak magyarázta a felfedezés hátterét.

A Tejútrendszer centrumában, a Sagittarius-A* nevű területen már a múlt század végén felfedeztek egy hatalmas, a Nap tömegénél négymilliószor nagyobb fekete lyukat, azt azonban csak elméleti szinten lehetett idáig tudni, hogy a galaxisok közepén elhelyezkedő szupernehéz fekete lyukak környezetében lenniük kell kisebb, néhány naptömegnyi fekete lyukaknak is. Ezeket sikerült végre azonosítani: a Nature-ben április elején megjelent tanulmányukban a Columbia kutatói arról számoltak be, hogy 13 kisebb fekete lyukat találtak a Sagittarius-A* közelében, és az is valószínű, hogy még sokkal több lehet ott.

A Saggitarius-A* egy hamis színes kompozit felvételen, melynek infravörös összetevője (pirosas színnel) a Hubble, röntgenösszetevője (kékes színnel) pedig a Chandra űrtávcső felvételeiből származik. A kis keretben a Saggitarius-A* röntgenfelvételének kinagyított képe látható.
A Saggitarius-A* egy hamis színes kompozit felvételen, melynek infravörös összetevője (pirosas színnel) a Hubble, röntgenösszetevője (kékes színnel) pedig a Chandra űrtávcső felvételeiből származik. A kis keretben a Saggitarius-A* röntgenfelvételének kinagyított képe látható.
Kép: NASA/UMass/D.Wang et al. és NASA/STScI

A kutatók a Chandra űrtávcső adataiban számos pontszerű röntgenforrást találtak galaxisunk közepén, és kiderült, hogy a fekete lyukak jellegzetességeit mutató források jellemzően közelebb helyezkedtek el a központi fekete lyukhoz, mint a csillagok. A jelenség lényege, hogy ha berakunk egy szupernehéz fekete lyukat egy csillagpopulációba, akkor a kisebb fekete lyukak besűrűsödnek a szupernehéz fekete lyuk környezetében.

Úgy kell ezt elképzelni, mint amikor egy edényben a nehezebb összetevők alul gyűlnek össze, lesüllyednek. A fekete lyukak tömege nagyobb, mint a csillagoké, így közelebb vonzza őket a nagy fekete lyuk gravitációja

– mondta az mta.hu-nak Kocsis Bence, az Eötvös Loránd Tudományegyetem atomfizikai tanszékének adjunktusa, akinek ezzel kapcsolatos tanulmányát a Nature-cikk összefoglalójában is idézik.

A sűrű csillaghalmaz megismerése azért váratott magára évtizedekig a kutató magyarázata szerint, mert a Föld és közte számos olyan objektum (gáz- és porfelhők) található, amelyek megakadályozzák, hogy a látható fény eljusson tőle hozzánk. Az elektromágneses sugárzás bizonyos komponensei (az infravörös fény, a rádió- és röntgenhullámok) azonban áthatolnak az akadályokon, és a mai vizsgálóeszközökkel már nagy felbontással tanulmányozhatók.

Kocsis Bence
Kocsis Bence
Fotó: Trupka Zoltán

A felfedezett fekete lyukak térbeli eloszlásából arra következtetnek a kutatók, hogy a Sagittarius-A* közvetlen környezetében még vagy 300-500 felfedezésre váró fekete lyuk – csillag kettős rendszer lehet, továbbá ott rejtezik még akár tízezer magányos fekete lyuk is.

Azt mindig is tudtuk, hogy az univerzumban rengeteg fekete lyuk kell hogy létezzen, hiszen minden 25 naptömegnél nehezebb csillag várhatóan fekete lyukká alakul. Ezek száma alapján sejthető, hogy a galaxisunkban több százmillió fekete lyuk van, és rengeteg galaxis van az univerzumban

– mondta Kocsis Bence. „Korábban elméleti megfontolások alapján kiszámoltuk, hogy a galaxismagban húszezer fekete lyukat várunk. A nagy kérdés persze az, hogy az egyedülálló fekete lyukakat hogyan érzékeljük.” Az ELTE fizikusa társaival ennek az elméleti megközelítéséről is írt egy cikket. Azt várják, hogy a gázfelhők, ha áthalad rajtuk egy-egy fekete lyuk, világítani kezdenek a fekete lyuk gravitációs ereje miatt, ezért reményeik szerint „a jövőben meg lehet majd találni ezeket a különálló fekete lyukakat is”, akkor is, ha eddig ez egyelőre nem sikerült.”

További részletek a felfedezésről az mta.hu-n olvashatók.