A csillagászat egyik legizgalmasabb rejtélye az úgynevezett köztes tömegű fekete lyukak létezése. Ezek az égitestek a csillagtömegű (néhány naptömegnyi) és a szupernagy tömegű (akár milliárd naptömegű) fekete lyukak közötti tartományban helyezkednek el, tömegük 100 és 100 000 naptömeg között lehet. Létüket eddig csak elméleti modellek sejtették, közvetlen megfigyelésük rendkívül ritka. Most azonban egy kínai csillagászokból álló kutatócsoport a Very Large Array (VLA) segítségével olyan eseményt észlelt, amely végre áttörést hozhat ezen a téren.
A csapat az AT2019ijn jelű tranzienst vizsgálta, amely egy törpegalaxisban következett be, 3,4 milliárd fényévnyire a Földtől. A jelenséget egy köztes tömegű fekete lyuk okozta, amely széttépett egy közelébe került csillagot. Az esemény elsőként egy hatalmas rádióenergia-kitörésként jelentkezett, amelyet optikai tartományban is fényes kék villanásként észleltek. A kezdeti fellobbanás néhány nap alatt érte el csúcspontját, majd sokkal lassabban halványodott el, mint a hasonló tranziensek esetében megszokott.
A kutatók a rádiómegfigyeléseket később elemezve megdöbbentő felfedezésre jutottak. A rádió emisszió közel két éven keresztül folyamatosan erősödött, és olyan fényességet ért el, amely messze meghaladta a más csillagrobbanásoknál tapasztalt értékeket. Ezt követően a jel legalább négy év alatt lassan halványult el. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy egy olyan árapály-jelenségről van szó, amelyben egy közepes tömegű fekete lyuk pusztított el egy csillagot, és ez a folyamat egyben a hiányzó láncszemre is fényt deríthet.
Az árapály-erők széttépik a csillagokat
Az ilyen eseményeket árapály-jelenségnek nevezik, amikor egy fekete lyuk gravitációs erőtere szétszakít egy hozzá túl közel kerülő csillagot. A csillag anyaga ekkor a fekete lyuk körül akkréciós korongot formál, és a folyamat során hatalmas energiák szabadulnak fel. Az AT2019ijn esetében a radioaktív hullámok tanulmányozása kimutatta, hogy az anyag egy része a fénysebesség jelentős hányadára gyorsult fel. Ez a jelenség a legjobban egy szűk, relativisztikus sugárral magyarázható, amely a látóirányunkra merőlegesen haladt.
A kutatócsoport az optikai felméréseket rádióadatokkal kombinálta, többek között a VLA Sky Survey (VLASS) adataival, amely az egyik legnagyobb teljes égboltot lefedő rádiófelmérés. További méréseket végeztek az ausztrál ASKAP és az indiai GMRT rádiótávcsövekkel is. A széles körű adatgyűjtés lehetővé tette, hogy nyomon kövessék, hogyan változott az AT2019ijn jele az idő múlásával, és modellezzék a fekete lyuk körüli anyagkiáramlásokat.
Az eredmények összhangban vannak a csillagászok által az utóbbi években felfedezett új tranziensek egy csoportjával, amelyeket gyorsan fejlődő kék optikai tranzienseknek (FBOT) neveznek. Ezek az események jellemzően körülbelül 10 nap alatt érik el maximális fényességüket, és kék színűek, ezt követi egy hosszabb, körülbelül egy hónapig tartó halványodás. Az AT2019ijn azonban további különlegességet rejt: a rádióhullámokban a fellángolás jóval később érkezett, mint az optikai fény, mivel a sugár nem közvetlenül felénk irányult.
A jövő rádiófelméréseinek kulcsszerepe
A felfedezés nemcsak a hiányzó láncszem megtalálását segíti, hanem új módszert is kínál a rejtőzködő fekete lyukak felkutatására. Az eljárás lényege, hogy a köztes tömegű fekete lyukak által kilőtt relativisztikus sugarak kezdetben jelentéktelen optikai jelet produkálnak, ám a rádiótartományban hónapokkal vagy évekkel később hirtelen felerősödnek. Ez azt jelenti, hogy számos ilyen eseményt eddig egyszerűen figyelmen kívül hagytak, mert a rádiócsúcsok csak hosszú idő elteltével jelentek meg.
Ez a kutatás rávilágít arra is, hogy a szokatlan optikai tranziensek egy része valójában egy teljesen új fekete lyuk által hajtott eseménycsaládba tartozhat. Ezeket a jelenségeket eddig nem ismerték fel, mert a kezdeti optikai fellobbanás után a rádióhullámokban csak késve érkezett a visszaigazolás. A csillagászok szerint a jövőbeni, optikai és rádióhullámokat ötvöző égboltfelmérések sokkal több hasonló eseményt fognak felfedezni.
Az AT2019ijn tanulmányozása új fejezetet nyithat a köztes tömegű fekete lyukak kutatásában. A tudósok most már pontosabb képet kaphatnak arról, hogy ezek az objektumok hogyan keletkeznek, hogyan fejlődnek, milyen gyakran nyelnek el csillagokat, és milyen feltételek mellett indítanak relativisztikus sugarakat. A felfedezés nemcsak a fekete lyukak evolúciójának megértéséhez járul hozzá, hanem a galaxisok fejlődésének titkait is segíthet feltárni. A rádióteleszkópok és optikai felmérések összehangolt munkája forradalmasíthatja az asztrofizikát.
© : NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss
Forrás: Universetoday.com
