Két földtömeget eszik óránként egy fekete lyuk - minden eddiginél közelebb az eseményhorizonthoz

Minden korábban észleltnél közelebb mozgó anyagot figyeltek meg egy szuper-nagytömegű fekete lyuk körül a röntgenhullámhosszakon. Az objektum a felé spirálozó anyagból óránként közel két földtömegnyit nyel el. 

Az Európai Űrügynökség (ESA) XMM-Newton röntgenműholdjával 2008 januárjától vizsgálták az 1H0707-495 jelű távoli Seyfert galaxist. A megfigyelések célpontja a csillagváros centrumában lévő szuper-nagytömegű fekete lyuk volt, amelyet sűrű gáz- és porfelhő övez - az égitest környezetét ezért a röntgentartományban tanulmányozták.

Andrew Fabian (University of Cambridge) és kollégái a Nature május 28-i számában foglalták össze eredményeiket. Vizsgálatuk alapján a fekete lyuk körül egy korong található, amelynek anyaga a belső részről fokozatosan a fekete lyukba zuhan.

A fekete lyukhoz közeli tartományban felforrósodott gázt a benne lévő gerjesztett vasatomok sugárzása alapján vizsgálták. Mivel a legbelső térségében uralkodó viszonyokra voltak kíváncsiak a szakemberek, az észlelés pontos értelmezéséhez az egész anyagkorong mozgását, a fekete lyuk erős gravitációs terét, valamint annak forgását is figyelembe kellett venni.

A röntgenmegfigyelések során első alkalommal sikerült azonosítani a vasatomokhoz kapcsolódó L és K jelű színképvonalat. Ezek csak ritka helyzetben, az ilyen atomokban igen gazdag térségben figyelhetők meg. A mérések alapján a fekete lyuk környezete nehéz elemekben sokkal gazdagabb, mint a galaxis távolabbi vidékei.

A röntgensugárzás intenzitása jellegzetes időbeli változásokat mutatott. Megfigyelték, hogy a korong forró régiójából közvetlenül, és a közeli csillagközi felhőkről közvetve visszavert röntgensugarak érkezési ideje között 30 másodperc eltérés mutatkozott. Ezt a korong egyéb paramétereivel egybevetve sikerült meghatározni a fekete lyuk tömegét, amely 3 és 5 millió naptömeg közöttinek adódott.

Az objektumról és környezetéről készült modell pedig rámutatott, hogy olyan anyag sugárzását is sikerült azonosítaniuk, amely a fekete lyukhoz közelebb volt, mint bármely korábban megfigyelt, hasonló fekete lyukak esetében. A sugárzó anyag valamivel közelebb volt a fekete lyuk külső határát jelző úgynevezett eseményhorizonthoz, mint a fekete lyuk sugarának kétszeresére.

Az elemzés további érdekes eredménye, hogy sikerült megbecsülni, nagyjából mennyi anyagot nyelt el az objektum a megfigyelés időszakában. Utóbbi alapján óránként nagyságrendileg két földtömegnyi anyag zuhanhatott a fekete lyukba.

Animáció egy fekete lyukról és a környezetében lévő, beáramló anyag alkotta korongról (NASA)

A szuper-nagytömegű fekete lyukak fontos szerepet játszottak a csillagkeletkezés intenzitásának alakulásában, a sugárzási környezet és a gázok keveredése révén pedig a kémiai összetétel változásában is. A most megfigyelt objektum további monitorozása rámutathat, időben miként változik az anyag beáramlása, és milyen okok befolyásolják a fekete lyuk környezetének aktivitását.