Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret
Szupermasszív fekete lyuk
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
A szupermasszív (szupernagy tömegű) fekete lyukak a fekete lyukak legnehezebb ismert képviselői, tömegük százezer-tízmilliárd naptömeg között van. A legtöbb - ha nem az összes - galaxis magjában ilyen égitest van.
Az
NGC 7052 elliptikus galaxis középpontjában lévő,
300 millió naptömegű, szupermasszív fekete lyuk és a
körülötte lévő akkréciós korong a Hubble űrtávcső felvételén
Közvetlenül még nem sikerült egyet sem megfigyelni. Tömegükre a körülöttük keringő anyag (csillagok és csillagközi gáz) keringési sebességéből következtetünk. Folyamatosan, de nagyon változó intenzitással nyelik el a körülöttük akkréciós korong formájában keringő anyagot, egy részét a korong síkjára merőleges relativisztikus jetek formájában kilövik a csillagközi térbe. Napjainkban a galaxisok magjában lévő szupermasszív fekete lyukak nagy része (így Tejútrendszerünké, melynek tömege mintegy 4 millió naptömeg is) nyugalmi állapotban van, kevés anyag áramlik beléjük. Ha a beáramló anyag mennyisége megnövekszik (például két galaxis ütközésekor), az akkréciós korong felforrósodik, és az energiafelesleg egy részét elektromágneses sugárzás formájában bocsátja ki. Ilyenkor aktív galaxismagról beszélünk.
A szupermasszív fekete lyukak fejlődése szorosan összefügg az őket körülvevő galaxis fejlődésével és szerkezetével. Tömegük és a gazdagalaxis központi dudora között nagyon szoros összefüggés van, amit az M-szigma függvény ír le. Legújabban megmutatták, hogy a spirálgalaxisok spirálkarjainak feltekeredettségi szöge összefüggésben van a központi fekete lyuk tömegével.
A szupermasszív fekete lyukak tömegének valószínűleg van felső határa, elegendően nagy objektumnál ugyanis az akkréciós korong formájában belehulló anyag annyira felhevül, hogy saját sugárzásának nyomása szétfújja az anyag utánpótlását, így a tömegbefogási folyamat leáll. Ezen elméleti megfontolások alapján az így kialakuló fekete lyukak maximális tömege 50 milliárd naptömeg. Az ismert fekete lyukak közül a viszonylag közeli Messier 87 galaxis középpontjában 3 milliárd naptömegű fekete lyuk van (újabb számítások szerint ennek tömege a Napénak akár 6,4 milliárdszorosa is lehet) . A legnagyobb, eddig megismert fekete lyuk jelenleg az OJ 287 jelű, 3,5 milliárd fényévre lévő galaxis középpontjában lévő kettős fekete lyuk nehezebb tagja, ennek tömege 18 milliárd M☉.
-----------------
Az extragalaktikus csillagászat egyik legfontosabb felfedezése az elmúlt évtizedben a szupermasszív, azaz igen nagy tömegű központi fekete lyukak és galaxisuk mérete közötti szoros kapcsolat. Minél nagyobb tömegű a fekete lyuk, annál nagyobb tömegű az azt magába foglaló galaxis ún. szferoidális komponense (elliptikus galaxisoknál ez a teljes rendszer, spirálgalaxisoknál pedig a központi dudor). Ez az M-szigma összefüggésként is ismert reláció arra utal, hogy a galaxisok és központi fekete lyukuk fejlődése nem független egymástól. Egészen mostanáig a kapcsolatot csak olyan közepes és nagy galaxisokra mérték ki, melyekben a nagy tömegű központi fekete lyukat egyértelműen ki lehetett mutatni. Az Astrophysical Journal június 10-i számában megjelent cikkükben Laura Ferrarese (Herzberg Institute of Astrophyics, Kanada) és kollégái ezt a szabályszerűséget kissé módosított formában kiterjesztették az egészen kis tömegű galaxisokig.
A
galaxis központi kompakt objektumának tömege a szferoidális komponens
tömegének függvényében (Forrás: Laura Ferrarese)
A vizsgálatok során a Hubble Űrtávcsővel készült felvételeket, illetve földi spektroszkópiai méréseket elemeztek száz galaxisról a Virgo-halmazban. A mintában mindenféle objektum előfordult a törpegalaxisoktól egészen az óriás elliptikus csillagvárosokig. A kutatók azt találták, hogy a főleg a halványabb galaxisokban megfigyelhető csillagszerű mag tömege ugyanolyan összefüggést mutat a galaxisával, mint a szupermasszív fekete lyukak. Megfigyeléseik szerint ugyanezt mutatja a Tejútrendszerünket is tartalmazó Lokális Csoport tartozó két kisebb tömegű galaxisa is: az M33 a Triangulum csillagképben, illetve az M110 (NGC 205), az Andromeda-köd egyik kísérője. A vizsgált galaxisok közül egyetlen egyben sem találtak szupermasszív fekete lyuk létezésére utaló jeleket.
Az eredmények arra utalnak, hogy minden galaxisban kialakul egy igen sűrű középponti objektum – egy nagy tömegű fekete lyuk, vagy egy kompakt csillaghalmaz –, amely a galaxis szferoidális komponensének 0,2%-át kitevő anyagot tartalmaz. Az elképzelések szerint a kompakt csillagmagok „elvetélt” fekete lyukak lehetnek – olyan rendszerek, amelyekben a központi tömeg gravitációs összeomlása nem jutott el a természet által megszabott határig. Ennek megfelelően a kompakt, csillagszerű magok ugyanúgy a galaxisok alapvető építőelemei, mint a szupermasszív fekete lyukak, így kutatásuk segíthet megérteni a galaxis-keletkezés különböző folyamatait. (Molnár Péter - Forrás: Sky and Telescope, 2006. május 31.)
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
-----------------
http://hu.wikipedia.org/wiki/Szupermassz%C3%ADv_fekete_lyuk
http://hirek.csillagaszat.hu/kozponti_fekete_lyukak/20060607_feketelyukakesgalaxisok.html