Feketelyuk-óriások ütközésének váratlan következményét fedezték fel

Egy új modell szerint olyan szuper-nagytömegű fekete lyukak is létezhetnek, amelyeket eredeti helyzetükből egy hozzájuk hasonló társuk lökött ki. Az objektumokat a hozzájuk szororsan kötődő csillagok kísérik, hiperkompakt csillagrendszereket létrehozva. 

Többmillió naptömegű fekete lyukak mozoghatnak az űrben, mindössze néhány csillaggal körülvéve. Társaikhoz hasonlóan egykor ezek is galaxisok centrumában voltak, azonban onnan kilökődtek, és azóta csillaghalmazként kóborolnak. Az ilyen egzotikus objektumok létezésének lehetőségére David Merritt (Rochester Institute of Technology), Jeremy Schnittman (Johns Hopkins University) és Stefanie Komossa (Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics) számításai mutattak rá. Feltehetőleg több ilyen objektumot meg is találtak már, csak eddig nem ismerték valódi természetüket.

A galaxisok centrumában mai ismereteink alapján szuper-nagytömegű, azaz napunknál több milliószor nehezebb fekete lyukak találhatók. A mi Tejútrendszerünk középpontjában is egy ilyen fekete lyuk "szörnyeteg" lehet, amely jelenleg nyugodt állapotban van.

Mozgalmasabb a helyzet azokban a galaxisokban, ahol a központi fekete lyukba sok gáz áramlik. Itt az anyag befelé haladva felforrósodik, erősen sugározni kezd, és a bespirálozó korongra merőleges két anyagsugárban kisebb része kilökődik. Az ilyen rendszerek az aktív galaxismagok, amelyekből a fiatal Világegyetem sokat tartalmazott. Azokat, amelyek forró központjára jól rálátunk, kvazároknak nevezzük.

A fenti heves folyamatok azonban eltörpülnek amellett, amikor két hatalmas fekete lyuk találkozik. Erre nagyobb galaxisok ütközésekor kerülhet sor, ami nem kivételes esemény. Ekkor előfordul, hogy a két óriási objektum olyan gravitációs kölcsönhatásba kezd, amelytől egyikük nagy sebességgel kilökődik az eredeti helyéről.

Ekkor egy galaxisok között vándorló szuper-nagytömegű fekete lyuk lehet az eredmény, körülötte az eredeti galaxisnak szerény maradékával. A kipenderített objektumokat ugyanis csak a hozzájuk eredetileg is legközelebb keringő csillagok követik. A rendszer a távolból egy gömbhalmazra hasonlít, amelynek centrumában azonban a korábbi galaxis középpontját képviselő gigantikus fekete lyuk van. Utóbbi jelenlétét a körülötte keringő csillagok nagy sebessége árulja el. Mozgásuk a kilökődés jellegére is utal: azok a csillagok maradtak meg a fekete lyuk körül - pontosabban az elmozdult fekete lyuk azokat tudta magával vonszolni -, amelyek keringési sebessége nagyobb volt a fekete lyuk kilökődési sebességénél.

Fantáziarajz egy szuper-nagytömegű fekete lyukról, amely galaxisából a közelében lévő csillagokkal együtt lökődött ki (STScI)

Az ilyen úgynevezett hiperkompakt csillagrendszerek valószínűleg gazdag galaxishalmazokban találhatók, ahol sok csillagváros lépett már egymással kölcsönhatásba. Ha egy központi fekete lyuk kilökődött egy összeolvadó galaxispáros centrumából, feltehetőleg nem tud elszabadulni az egész galaxishalmazból, és ma is ott mozog.

Felismerésükben a csillagok gyors keringésén túl az is segíthet, hogy az ilyen fekete lyukak alkalmanként széttépnek és bekebeleznek egy-egy csillagot maguk körül - ami könnyen megfigyelhető, mivel már nem veszi őket körbe egy teljes galaxis. Valószínű, hogy több ilyen objektumot már meg is figyeltek, csak átlagos gömbhalmaznak nézték őket.

Szimuláció két spirális galaxis ütközéséról (Tiziana Di Matteo (MPE/CMU), Volker Springel (MPE) & Lars Hernquist (Harvard))