2017.05.02. - Újabb bi­zo­nyí­té­kot ta­lál­tak a kö­ze­pes mé­re­tű fe­ke­te lyu­kak lé­te­zé­sé­re

Egy an­gol ku­ta­tók ál­tal ve­ze­tett cso­port újabb bi­zo­nyí­té­kot ta­lált ar­ra, hogy lé­tez­nek az ún. kö­ze­pes mé­re­tű fe­ke­te lyu­kak, a csil­lag­tö­me­gű és a szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak köz­ti űrt ki­töl­tő ob­jek­tu­mok.

Az új kö­ze­pes mé­re­tű fe­ke­te lyuk (in­ter­me­dia­te mass black hole, IMBH) tő­lünk kö­rül­be­lül 7,9 kpc (ki­lo­p­ar­szek), az­az nagy­já­ból 26 ezer fény­év tá­vol­ság­ban, az NGC 6624 ka­ta­ló­gus­je­lű gömb­hal­maz­ban ta­lál­ha­tó. A Be­net­ge Pe­re­ra (Uni­ver­sity of Man­ches­ter) ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port sze­rint a gömb­hal­maz PSR B1820-30A je­lű mil­li­sze­kun­du­mos pul­zár­ja - na­gyon erős mág­ne­ses tér­rel ren­del­ke­ző, gyor­san for­gó, és nya­lá­bok­ban elekt­ro­mág­ne­ses su­gár­zást ki­bo­csá­tó ne­ut­ron­csil­lag - nagy va­ló­szí­nű­ség­gel a gömb­hal­maz cent­ru­má­ban el­he­lyez­ke­dő, mint­egy 7500 nap­tö­meg­nyi, az­az kö­ze­pes tö­me­gű fe­ke­te lyuk kö­rül ke­ring.

A gömb­hal­ma­zok­ban is­mert mil­li­sze­kun­du­mos pul­zá­rok kö­zül a PSR B1820-30A je­lű ta­lál­ha­tó leg­kö­ze­lebb a gaz­da­ob­jek­tu­má­nak cent­ru­má­hoz, egy­ben ez az el­ső pul­zár, ame­lyik fe­ke­te lyuk kö­rül ke­ring. A kö­ze­pes tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak de­tek­tá­lá­sa azért ki­emel­ke­dő fon­tos­sá­gú, mert se­gít­het­nek meg­fej­te­ni, hogy mi­lyen kap­cso­lat le­het az ún. csil­lag­tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak (stel­lar mass black hol­es, SMBH) és a szu­per­nagy tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak (su­per­mas­sive black hol­es, SMBH) kö­zött. Előb­bi­ek nagy tö­me­gű csil­la­gok mag­já­nak össze­rop­pa­ná­sa­kor ke­let­kez­nek, és tö­me­gük a Na­pé­nak ma­xi­mum né­hány tu­cat­szo­ro­sa, míg utób­bi­ak a nagy spi­rál­ga­la­xi­sok cent­ru­ma­it ural­ják, tö­me­gük pe­dig a né­hány mil­lió nap­tö­meg­től akár a 10-20 mil­li­árd nap­tö­me­gig ter­jed.

Pe­re­ra ma­gya­rá­za­ta sze­rint a gömb­hal­maz kö­zép­pont­ja fe­lé nö­vek­vő csil­lag­sű­rű­ség ked­ve­ző fel­té­te­le­ket te­remt a na­gyobb tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak ki­ala­ku­lá­sá­hoz. Ezek vagy na­gyon nagy tö­me­gű ősi, el­ső ge­ne­rá­ci­ós csil­la­gok gra­vi­tá­ci­ós kol­lap­szu­sa so­rán ke­let­kez­het­tek, vagy csil­lag­tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak so­ro­za­tos össze­ol­va­dá­sá­nak és a sű­rű csil­lag­kör­nye­zet­ben gyak­ran be­kö­vet­ke­ző üt­kö­zé­sek ered­mé­nye­ként jö­het­tek lét­re.

A Hubb­le-űr­táv­cső fel­vé­te­le az NGC 6624 ka­ta­ló­gus­je­lű gömb­hal­maz­ról. Az új ered­mény sze­rint a gömb­hal­maz cent­ru­ma kö­ze­lé­ben ta­lál­ha­tó ket­tős egyik kom­po­nen­se egy mil­li­sze­kun­du­mos pul­zár, a má­sik pe­dig egy kö­ze­pes tö­me­gű fe­ke­te lyuk.
[STS­cI]

A PSR B1820-30A pul­zárt még 1990-ben fe­dez­ték fel a Jod­rell Bank Ob­szer­va­tó­ri­um 76 mé­te­res Lo­vell rá­dió­táv­csö­vé­vel, és az ob­jek­tu­mot az­óta is fo­lya­ma­to­san ész­lel­ték a te­lesz­kóp­pal. Így a ku­ta­tó­cso­port már több mint 25 év meg­fi­gye­lé­si ered­mé­nye­it ele­mez­het­te, de az ana­lí­zis so­rán a Fran­cia­or­szág­ban mű­kö­dő Nançay rá­dió­táv­cső mé­ré­se­it is fel­dol­goz­ták.

And­rew Ly­ne (Uni­ver­sity of Man­ches­ter) sze­rint a PSR B1820-30A mil­li­sze­kun­du­mos pul­zár­hoz ha­son­ló ob­jek­tu­mok na­gyon fon­to­sak, mi­vel rend­kí­vül pon­tos óra­ként vi­sel­ked­nek, így Föld­től mért tá­vol­sá­guk nagy pon­tos­ság­gal ha­tá­roz­ha­tó meg, még­pe­dig ugyan­azon elv alap­ján, amely­nek meg­fe­le­lő­en a glo­bá­lis hely­meg­ha­tá­ro­zó rend­szer (GPS) mű­hold­ja­i­nak tá­vol­sá­gát is ki­szá­mít­ja a ve­vő­egy­ség szoft­ve­re. A pul­zár je­le na­gyon ér­zé­keny a kö­ze­lé­ben lé­vő nagy tö­me­gű ob­jek­tu­mok, pél­dá­ul fe­ke­te lyu­kak gra­vi­tá­ci­ós ha­tá­sá­ra be­kö­vet­ke­ző moz­gá­sok­ra, le­he­tő­sé­get te­remt­ve így azok könnyebb de­tek­tá­lá­sá­ra. A pul­zár­jel el­to­ló­dá­sá­ból (ké­sés vagy si­e­tés) a ku­ta­tók meg tud­ták ál­la­pí­ta­ni a ket­tős pá­lya­pa­ra­mé­te­re­it, il­let­ve a PSR B1820-30A kí­sé­rő­jé­nek - pon­to­sab­ban a ket­tős fő­kom­po­nen­sé­nek - a tö­me­gét, amely alap­ján az nem le­het más, mint egy kö­ze­pes tö­me­gű fe­ke­te lyuk.

A fel­fe­de­zés nem csak a kö­ze­pes tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak, de a gömb­hal­ma­zok ke­let­ke­zé­sé­nek és fej­lő­dé­sé­nek meg­ér­té­sé­ben is se­gít­sé­gé­re le­het a ku­ta­tók­nak.

For­rás:

• phys.org 2017.04.28.