Mérlegen egy különleges fekete lyuk

Első alkalommal nyílhat lehetőség egy úgynevezett középtömegű fekete lyuk tömegének pontos megbecslésére.

Az elmúlt évtizedben kiderült, hogy a fekete lyukaknak nem csupán csillagtömegű képviselőik vannak, hanem léteznek sokmillió naptömegűek is, amelyek galaxisok centrumában helyezkednek el. Az elmúlt néhány évben pedig egy harmadik csoportjukat is felfedezték: ezek az úgynevezett középtömegű fekete lyukak, amelyek néhány 100 vagy néhány 1000, esetleg 10 000 naptömeggel bírnak.

A középtömegű fekete lyukak kialakulására egyelőre nincs elfogadható magyarázat. Mivel eddig megismert képviselőik csillaghalmazok belsejében mutatkoztak, elképzelhető, hogy csillagok, illetve azok végállapotát képviselő égitestek összeolvadásával jönnek létre. Megfigyelésük nehéz, akkor ismerhetők fel, ha környezetükkel kölcsönhatva gáz áramlik beléjük, és emiatt erős röntgensugárzást produkálnak. A rejtélyes objektumok tömegének megbecsléséhez eddig a röntgensugárzás intenzitását használták - ez azonban csak durva közelítést adott.

Philip Kaaret (University of Iowa) és kutatócsoportja az RXTE röntgenműholddal egy olyan csillagra bukkant, amely a jelek alapján egy középtömegű fekete lyuk körül kering. A feltételezett fekete lyukat M82 X-1 jelzéssel látták el, és az M82 jelű, heves csillagkeletkezést mutató galaxis egyik gazdag csillaghalmazában található. A csillagváros centrumától mintegy 650 fényévre lévő MGG-11 jelű halmaz kb. 100 fényév átmérőjű, és közel egymillió égitest zsúfolódik benne - itt található az M82 X-1. A Chandra röntgenteleszkóp korábbi megfigyelései alapján 1999 és 2000 között drasztikusan megemelkedett az objektum röntgensugárzása egy három hónapos időszak alatt, ekkor figyeltek fel az objektumra.

Az újabb megfigyelések alapján az objektum röntgensugárzásában 62 napos periódus mutatkozik, amely feltehetőleg egy a fekete lyuk körül mozgó csillag keringési ideje. Ha sikerül majd a csillag pályaelemeit megállapítani, annak ismeretében a fekete lyuk tömege is pontosabban megbecsülhető. A keringési sebességet azonban nehéz meghatározni, mert az objektum irányában por zavarja a rálátást. A kérdéses csillag egyébként egy élete vége felé járó, felfúvódott vörös óriás lehet. Kiterjedt külső rétegeiről a fekete lyukba áramlik az anyag, amely eközben felforrósodik, és intenzív sugárzást produkál.

A Chandra röntgenteleszkóp megfigyelése az M82 X-1 sugárforrás fényességének változásáról 1999 és 2000 során (fotó: NASA, SAO, CXC)

Szerencsés esetben tehát ez lesz az első alkalom, hogy egy középtömegű fekete lyuk tömegét egy körülötte keringő csillag segítségével lehet pontosan megállapítani.