Közepes tömegű fekete lyukak: talán mégsincsenek?
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2008.09.02 05:00.)

Az elmúlt években többször is felmerült, hogy kell legyenek a világegyetemben olyan fekete lyukak, amelyek nagyobbak egy csillagnál, de kisebbek egy galaxismagnál. Egyik feltételezett előfordulási helyükről most kiderült, hogy ott nincsenek.

Az univerzum tele van fekete lyukakkal, vagyis olyan kompakt, nagy sűrűségű objektumokkal, amelyeknek a gravitációs vonzóereje még azt is megakadályozza, hogy az elektromágneses sugárzás fotonjai elszökjenek onnan. Így a fekete lyukakról csak közvetett információval rendelkezhetnek a csillagászok: tömegvonzásuk, illetve környezetükben levő anyagra gyakorolt hatásuk révén tanulmányozhatjuk ezeket az objektumokat.

Érdekes módon a fekete lyukaknak két jól elkülöníthető csoportját ismerjük. Röviden megfogalmazva: ezek vagy nagyon kicsik, vagy nagyon nagyok. Az egyik végletet a csillagtömegű fekete lyukak képviselik. Az ilyenek nagytömegű csillagok élete végén, azok gravitációs összeomlásával keletkeznek. Az ún. szupernagy tömegű fekete lyukakban a Nap tömegének sok milliószorosa vagy akár több milliárdszorosa koncentrálódik. Ezek galaxisok centrumában találhatók.

Csillagászok évek óta vitatják, hogy léteznek-e közepes tömegű fekete lyukak. A feltételezés logikus, de eddig minden kétséget kizáró közvetlen bizonyítékkal nem sikerült szolgálni. Most az egyik feltételezett lelőhely, egy gömbhalmaz vizsgálata azt sugallja, hogy ott nem találhatók ilyen objektumok.

Egyes elméletek szerint a milliónyi csillaggal sűrűn teleszórt gömbhalmazok közepe táján a kisebb, csillagméretű fekete lyukak összeolvadhatnak, nagyságrendileg ezer-tízezer naptömegnyi fekete lyukakat hozva létre. Most amerikai kutatók az 50 millió fényévre, egy közeli galaxisban található RZ2109 jelű gömbhalmazt vették szemügyre az ESA XMM-Newton röntgencsillagászati mesterséges holdjával. Aktív fekete lyukra utaló röntgenjeleket fedeztek fel. Ezután megkíséreltek becslést adni a méretére, földi optikai távcsövek segítségével. A Hawaii-szigetekhez tartozó Mauna Keán található Keck-teleszkóppal felvett színkép és számítógépes szimulációk arra utalnak, hogy a fekete lyuk környezetét nagy sebességű anyagáramlás hagyja el. Ez arra utal, hogy a fekete lyuk nem képes „megenni” a belé hulló csillagközi anyagot. Ez közvetve arra utal, hogy tömege nem lehet túlságosan nagy – ellenkező esetben nem okozna gondot a feléje áramló anyagmennyiség elnyelése. A becslések szerint ez a fekete lyuk kb. 10 naptömegnyi, vagyis tényleg a kicsik közé tartozik. Dinamikailag, ha a gömbhalmazban létezne egy, a közepes kategóriába tartozó fekete lyuk, az idővel vagy magába gyűjtené a kisebbeket, vagy kipenderítené őket a halmazból.

A mostani eredmény természetesen csak egyetlen gömbhalmazra vonatkozik. Másrészt az sincs kizárva, hogy egészen más helyeken, a törpegalaxisok középpontjában „törpe magok” lehetnek. A keresés tehát folytatódik.