Feketelyuk-sereg az Andromédában
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2013.06.20 07:15.)

Röntgencsillagászati műholdakkal 26 új feketelyuk-jelöltet azonosítottak az Androméda-galaxisban.

A Tejútrendszer galaktikus szomszédságában levő másik nagy spirális, az Androméda (M 31) középső tartományaiban feltételezett fekete lyukakakat a NASA Chandra és az ESA XMM-Newton űrteleszkópjaival tanulmányozták. A Chandra több mint 150 felhasznált egyedi megfigyelése 13 évet ölel fel. Ez a legnagyobb létszámú feketelyuk-sereg, amit eddig egy másik galaxisban találtak. (Ugyanez a kutatócsoport korábban már felfedezett tíz másik fekete lyukat, szintén ebben a galaxisban.) A kutatók biztosak benne, hogy ez csak a jéghegy csúcsa, az Andromédában sokkal több ún. csillagtömegű (kb. 5-10 naptömeggel egyenértékű) fekete lyuk kell legyen.

Az Androméda a Tejútrendszer „testvérgalaxisa”, amellyel a számítások szerint néhány milliárd év elteltével „össze is ütközünk”. A nagy optikai kép megjelölt központi részlete (jobbra fent) a röntgentartományban, a Chandra mérései alapján. Itt találták a mostani új feketelyuk-jelölteket, amelyek közül 12 szinte biztos, 14 kicsit kétségesebb. (Kép: röntgen – NASA / CXC / SAO / R. Barnard, Z. Lee et al.; optikai – NOAO / AURA / NSF / REU Program / B. Schoening, V. Harvey & Descubre Foundation / CAHA / OAUV / DSA / V. Peris)

Hogyan lehet egyáltalán fekete lyukakat találni, amelyekről köztudott, hogy a kis térrészben összesűrűsödött hatalmas tömeg vonzása miatt még a fény sem képes elhagyni azokat? Ha egyes példányoknak nem volna kísérőjük, valóban nem is figyelhetnénk meg a hatásukat. Ilyen esetben viszont a kísérő csillagtól elszipkázott, végül a fekete lyukba hulló anyag elektromágneses sugárzása árulkodik róluk. A fekete lyuk közelében örvénylő, egy anyagbefogási korongban összegyűlő felforrósodott gáz röntgensugárzást bocsát ki, amit a röntgensugarakat amúgy elnyelő földi légkör fölött keringő csillagászati műholdakkal tudnak detektálni.

Az Astrophysical Journal című folyóiratban nemrég megjelent cikk szerzőinek először meg kellett bizonyosodniuk, hogy a kompakt röntgenforrások nem távoli, de épp az Androméda irányában, a szomszédos spirálgalaxis „mögött” látszó aktív galaxismagokból származnak-e. Ezek közepén ugyancsak fekete lyukak találhatók, de akár több milliárdnyi naptömegűek. Hasonló fizikai mechanizmussal, szintén anyagbefogásból táplálkoznak, csak sugárzási teljesítményük sok nagyságrenddel meghaladja a csillagtömegű fekete lyukakat rejtő rendszerekét. Igaz, sokkal távolabb is vannak az Andromédánál, így számunkra megtévesztő módon akár hasonlóan fényeseknek is tűnhetnek. A kiválasztási módszer a röntgenforrások változékonyságának mérésén alapult. A csillagtömegű fekete lyukak környezetéből érkező röntgensugárzás sokkal rövidebb időskálán mutat változásokat, mint a szupernagy tömegű „távoli rokonok” felől érkező. A szintén szóba jöhető, a fekete lyukaknál kisebb neutroncsillagokat tartalmazó kettős rendszereket úgy igyekeztek kizárni a mintából, hogy megmérték a röntgenforrások „színét”, vagyis hogy különböző sávokban milyen fényesek.

Az Andromédában most ismert csillagtömegű feketelyuk-jelöltek közül nyolc gömbhalmazokban található. Ezek idős csillagokból álló csillagcsoportosulások. Érdekes különbség, hogy saját Tejútrendszerünkben eddig még eredménytelenül kutattak gömbhalmazok közepén található fekete lyukak után. A (valószínű) fekete lyukak közül hét az Androméda centrumától mindössze 1000 fényéves távolságon belül található. Ez szintén több, mint a mi galaxisunkban, de a csillagászok számára nem meglepő. Az Androméda központi, gömbszimmetrikus „dudora” ugyanis lényegesen nagyobb, mint a Tejútrendszeré, így ott több csillagtömegű fekete lyuk kialakulására is lehet számítani. A fekete lyukak nagy tömegű csillagok fejlődésének végállapotát jelentik, szupernóva-robbanás után maradnak vissza.