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.