Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció

Gigantikus fekete lyuk egy törpegalaxisban

 

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

Csillagászok a NASA/ESA Hubble-űrtávcsövével váratlan és meghökkentő helyen, egy törpegalaxis szívében fedeztek fel egy szupernagy tömegű fekete lyukat. Az M60-UCD1 ultrakompakt törpegalaxis (ultra-compact dwarf: UCD) eddig a legkisebb galaxis, amelyben szuper-masszív fekete lyukra bukkantak. A felfedezés nyomán egyfelől felvetődik, hogy a Világegyetemben jóval több ilyen fekete lyuk lehet, mint eddig becsülték, másfelől új magyarázat kínálkozik az elképesztően sűrű UCD-k kialakulására. Az erről beszámoló cikk a Nature-ben jelent meg.

A tőlünk mintegy 50 millió fényévre levő M60-UCD1 egy kicsiny, 300 fényév átmérőjű (ez mindössze ötszázad része a Tejútrendszerének) galaxis, amely azonban rendkívül zsúfolt, mintegy 140 millió csillagot tartalmaz. Jóllehet ez az UCD-k jellegzetes tulajdonsága, az M60-UCD1 még ezek sorából is kiemelkedik, amennyiben a valaha látott legsűrűbb ilyen galaxis. (Ha Földünk e törpegalaxisban volna, az éjszakai égbolton legalább egymillió csillag lenne szabad szemmel látható, miközben itt a Tejútrendszerben alig 4000.)

Bár méretükhöz képest rendkívül sok csillagot tartalmaznak, az UCD-galaxisok még ezt figyelembe véve is mindig nagyobb tömegűnek tűntek, mint azt a csillagok száma indokolta. A mostani felfedezés végre magyarázatot kínál erre a rejtélyre: az M60-UCD1 szívében egy gigantikus szupermasszív fekete lyuk rejtőzik, amelynek tömege 20 millió Napét is meghaladja.

Bár már korábban is születtek olyan feltételezések, hogy a többlettömeget egy fekete lyuk adhatja, csak a mostani megfigyeléssorozattal sikerült az M60-UCD1 csillagainak mozgását nyomon követve ezt ténylegesen kimutatni. Ennek alapján feltételezhető, hogy más „túlsúlyos" törpegalaxisokban is hasonló lehet a helyzet. Az M60-UCDl-ben lévő szupernagy tömegű fekete lyuk tömege ötszöröse a mi Tejútrendszerünkben lapulónak, és galaxisa össztömegének 15 százalékát teszi ki. Ehhez képest az 500-szor nagyobb kiterjedésű, és több mint 1000-szer nagyobb tömegű Tejútrendszerben lévő, alig 4 millió naptömegű, fekete lyuk galaxisunk teljes tömegének mindössze 0,01 százalékát adja. Ez érzékelteti az elképesztő arányokat.

Az M60 jelenleg is kölcsönhatásban áll egy közelében lévő nagyobb spirális galaxissal, az NGC 4647-tel. (A felvételen az M60-UCD1 törpegalaxis is látható.) KÉPEK: NASA, ESA, D. COE, G. BACON (STSCI)

A felfedezést a Hubble-űrtávcső és a hawaii Mauna Keán lévő Gemini North 8 méteres optikai és infravörös távcsöveinek megfigyelései tették lehetővé. A Hubble éles képei segítettek a galaxis átmérőjének és csillagsűrűségének meghatározásában, míg a Gemini a galaxisbeli csillagok mozgásának a fekete lyuk gravitációja hatására bekövetkező változásait követte nyomon. Az összegyűjtött adatokból kiszámítható volt a láthatatlan fekete lyuk tömege.

A felfedezés alapján a kutatók úgy vélik, hogy a fekete lyukak száma a Világegyetemben az eddig becsült értéknek legalább a duplája lehet.

Ezen túlmenően a felfedezés az UCD-k kialakulására is új magyarázatot kínál: feltételezhető, hogy ezek a törpegalaxisok eredetileg nem elszigetelten jöttek létre, hanem galaxisok ütközése során nagyobb galaxisokból szakadtak le. Más módon nehezen képzelhető el, hogyan alakult volna ki bennük ilyen gigantikus tömegű fekete lyuk.

Eszerint az M60-UCD1 valaha egy mintegy 10 milliárd csillagot, és ennek megfelelő tömegű fekete lyukat tartalmazó óriásgalaxis része lehetett, amely túl közel került nála is nagyobb szomszédjához, a Messier 60-hoz. Az ütközés során az óriásgalaxis külső részeit a Messier 60 magába olvasztotta, s csupán az ultrasűrű magot (benne az óriási fekete lyukkal) hagyta szabadon. A Messier 60-ban szintén van szupermasszív fekete lyuk, melynek tömege jelenleg 4,5 milliárd naptömeg, ami több mint ezerszerese a Tejútrendszerben lapulónak. Valószínűsíthető, hogy a Messier 60 idővel ezt a törpegalaxist is „felfalja", s az ütközésben a fekete lyukak is egyesülnek.

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

---------------

Forrás: http://spacetelescope.org/news/ heic1419/

Élet és Tudomány - 2014/41 - 1284.o.