Felébredt egy fekete lyuk, és őrületes pusztításba kezdett

A NASA Chandra röntgenobszervatóriuma egy szupermasszív fekete lyukra bukkant, amely nemcsak szétszaggatott egy csillagot, hanem annak maradványait egy másik objektum, valószínűleg egy csillag vagy egy kisebb fekete lyuk felé lőtte. Ez az esemény új magyarázatot adhat a fekete lyukak környezetében zajló rejtélyes, sokszor pusztító folyamatokra.

A történet 2019-ben kezdődött, amikor egy kaliforniai távcső egy fényes villanást észlelt. Ez a jelenség az ún. árapály-katasztrófa (angolul tidal disruption event, rövidítve TDE), amely során egy fekete lyuk elpusztítja a hozzá túl közel merészkedő csillagot. Az eseményt AT2019qiz névre keresztelték. Az ilyen TDE-k során a csillag anyaga egy korongot képez a fekete lyuk körül, amelyből később különféle jelenségek, például röntgensugarak formájában kibocsátott energiahullámok indulhatnak ki.

Árapály-katasztrófa művészi illusztrációja. Az esemény során a fekete lyuk széttépi a közeli csillagot
Fotó: AFP

Kváziperiodikus kitörések a fekete lyuk közelében

Az utóbbi évek kutatásai során felfedezték a "kváziperiodikus kitörések" (QPE-k) néven ismert jelenségeket, amelyek során röntgensugarak keletkeznek a szupermasszív fekete lyukak közelében. 

A kutatók úgy vélik, hogy ezek a kitörések akkor jönnek létre, amikor egy objektum, például egy csillag vagy egy kisebb fekete lyuk, ütközik a nagyobb fekete lyuk körül keringő koronggal.

Ez a kozmikus találkozás okozhatta azt a röntgenkibocsátást is, amit a Chandra teleszkóp észlelt.

Hogyan figyelték meg a kitörést?

A 2023-ban végzett kutatások során a Chandra és Hubble távcsöveket használták a TDE után visszamaradt törmelék megfigyelésére. A tudósok három különböző időpontban figyelték meg az eseményt, és azt találták, hogy a röntgensugarak erőssége ingadozott, vagyis valami folyamatosan ütközhetett az óriási fekete lyuk körüli anyaggal.

A megfigyelések során az is kiderült, hogy az AT2019qiz néven ismert fekete lyuk minden 48 órában röntgensugarakat bocsát ki.

Ez a felfedezés azért fontos, mert lehetővé teszi a kutatóknak, hogy jobban megértsék a fekete lyukak körül keringő objektumok eloszlását és pályáját.

Jövőbeli kilátások

A kváziperiodikus kitörések és árapály-katasztrófák további vizsgálata segíthet a csillagászoknak meghatározni, hogy hány objektum keringhet szoros pályán a szupermasszív fekete lyukak körül. Ezen túlmenően ezek az objektumok remek célpontok lehetnek a jövőbeli gravitációs hullámokat észlelő obszervatóriumok számára.

A fekete lyukak létrejötte

Fekete lyuk akkor jön létre, amikor egy adott tömegű - a jelenlegi ismereteink szerint legalább 1,7- 2,8 naptömegű - csillag anyaga az élete végén, az úgynevezett gravitációs összeomlás hatására bekövetkező szupernóva-robbanás után, egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze. Ebben az állapotban az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobbá válik, és egyetlen ponttá sűrűsödik össze. Ebben a pontban, az ún. gravitációs szingularitásban bizonyos fizikai mennyiségek, mint például a sűrűség vagy a téridőgörbület végtelenné válnak. A szingularitást körülvevő térrészben a gravitáció olyan erős, hogy onnan sem a fény, sem pedig más anyag nem tud kiszabadulni, a fekete lyuk elnevezés is erre utal.