Móric
14 °C
15 °C

Megsaccolták az ultranehéz fekete lyukak felsõ tömegét

2008.09.11. 20:19
Két csillagász szerint a galaxismagokban található fekete lyukak felsõ tömeghatára mintegy 50 milliárd naptömeg körül lehet – írja a hirek.csillagaszat.hu.

Tejútrendszerünk és a közeli galaxisok centrális vidékeinek egyre precízebb vizsgálhatósága, valamint a távoli, aktív galaxismagokból érkezõ sugárzások elemzése révén mára biztossá vált, hogy a legtöbb galaxis közepén egy (vagy akár több) szupermasszív fekete lyuk található. Ezek a jelenlegi elméletek szerint több kisebb fekete lyuk összeolvadásából jöttek létre, és jelenlétük meghatározó a galaxisok fejlõdésének szempontjából.

A gigászi égitestek kimutatása és paramétereik meghatározása azonban korántsem egyszerû. A Tejútrendszer és a szomszédos galaxisok esetében - kisebb-nagyobb hibákkal - mérhetõ a fekete lyuk körül keringõ csillagok és gázanyag sebessége, amibõl megbecsülhetõ a fekete lyuk tömege. A nagyon távoli, intenzív sugárforrásokként azonosított (fõként röntgen- és rádiótartományban detektálható) objektumok (összefoglaló néven aktív galaxismagok, AGN-ek) esetében a fekete lyuk körül áramló anyag sugárzását észleljük, melynek precíz színképi vizsgálata szintén lehetõséget teremt a tömegbecslésre. A relatíve pontosabb mérésekbõl történõ becslések alapján jelenleg az M87 jelzésû, közeli (nagyjából 55 millió fényévre lévõ) galaxis közepén lévõ fekete lyuk tûnik a legnagyobb tömegûnek (mintegy 3 milliárd naptömeg).

Fantáziarajz egy gigászi fekete lyukról (NASA)

P. Natarajan (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) és E. Treister (ESO) véleménye szerint ennél jóval nagyobb tömegû fekete lyukak is létezhetnek. A két kutató alaposan tanulmányozta a rendelkezésre álló, a fekete lyukak környezetébõl érkezõ sugárzások detektálásából származó mérési adatokat, elsõsorban a röntgen- és a vizuális tartományban. Natarajan és Treister elsõsorban a galaktikus fekete lyukak átlagos növekedési ütemét (azaz a környezetükben lévõ gázanyag elnyelésének gyorsaságát), valamint az univerzum életkorának függvényében vett tömegeloszlásukat próbálták feltérképezni.

Vizsgálataik szerint a távoli múltban megfigyelhetõ, nagytömegû fekete lyukak azóta még nagyobbra duzzadhattak, átlagosan 5 és 50 milliárd naptömeg közé esõ tömegûre. Azonban ezek az "ultranehéz" fekete lyukak sem nõhetnek a végtelenségig: a két kutató eredményei alapján körülbelül 50 milliárd naptömegnél húzódik a felsõ határ. Ennek oka az lehet - ahogyan ezt más vizsgálatok is sugallják -, hogy egy idõ után a galaktikus fekete lyukba hulló anyag sugárzása szétfújja a környéken lévõ, további gázanyagot, így nem marad utánpótlás a fekete lyuk számára. Az ultramasszív fekete lyukak - ha tényleg léteznek - igazán kiérdemlik a gigantikus jelzõt: egy 5 milliárd naptömegnyi fekete lyuk mérete Naprendszerünk háromszorosát teszi ki!

Úgy tûnik, a megfigyelések során sikerült is már találni egy ilyen, ultranehéz fekete lyukat. A 3,5 milliárd fényévre lévõ, OJ 287 jelû galaxis közepén a modellek szerint két óriási fekete lyuk kering egymás körül, s a nagyobbik tömege - óvatos becslések szerint - eléri a 18 milliárd naptömeget. Ugyanakkor több csillagász - köztük a princeton-i egyetem híres asztrofizikusa, S. Tremaine - is arra figyelmeztet, hogy a távoli fekete lyukak környezetébõl érkezõ sugárzások alapján nagyon nehéz pontos tömegbecslést végezni, mivel a sugárzás intenzitása folyamatosan változhat a behulló anyag mennyiségétõl függõen - így minden ilyen jellegû eredményt megfelelõ fenntartásokkal kell kezelni.

Natarajan és Treister cikke a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) folyóirat 2008. augusztusi számában jelent meg.