2008.06.18. - A fe­ke­te lyu­kak ter­mé­sze­te füg­get­len a tö­me­gük­től

Rönt­gen- és föl­di bá­zi­sú mé­ré­sek, il­let­ve el­mé­le­ti mo­del­lek alap­ján az M81 spi­rál­ga­la­xis kö­zép­pont­já­ban el­he­lyez­ke­dő nagy­tö­me­gű fe­ke­te lyuk pon­to­san úgy vi­sel­ke­dik, mint csil­lag­mé­re­tű ki­sebb tár­sai.

A Nagy Med­ve csil­lag­kép­ben meg­fi­gyel­he­tő, tő­lünk 12 mil­lió fény­év tá­vol­ság­ra lé­vő M81 ka­ta­ló­gus­je­lű spi­rál­ga­la­xis kö­zép­pont­já­ban az el­kép­ze­lé­sek sze­rint egy kö­rül­be­lül 70 mil­lió nap­tö­me­gű fe­ke­te lyuk ta­lál­ha­tó. Ma­ga a ga­la­xis az ún. ala­csony lu­mi­no­zi­tá­sú AGN-k (ak­tív ma­gú ga­la­xi­sok) kö­zé tar­to­zik. Egy, a Chand­ra rönt­gen­mű­hold ada­ta­in és föl­di bá­zi­sú meg­fi­gye­lé­se­ken ala­pu­ló új ku­ta­tás sze­rint ez a nagy­tö­me­gű fe­ke­te lyuk pon­to­san ugyan­olyan mó­don nye­li el a kör­nye­ze­té­ben lé­vő anya­got, s bo­csát ki ener­gi­át, aho­gyan a nagy­tö­me­gű csil­la­gok mag­já­nak össze­om­lá­sa­kor ke­let­ke­ző sok­kal ki­sebb tár­sai. Ez az ered­mény meg­erő­sí­ti az ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­let azon kö­vet­kez­te­té­sét, hogy a fe­ke­te lyu­kak tu­laj­don­sá­gai na­gyon ha­son­ló­ak, füg­get­le­nül a tö­me­gük­től. Se­gít­het ugyan­ak­kor ab­ban is, hogy elő­re­je­lez­zék egy egy­elő­re még csak hi­po­te­ti­kus új osz­tály­ba tar­to­zó fe­ke­te lyu­kak pa­ra­mé­te­re­it.

A 12 mil­lió fény­év­re ta­lál­ha­tó, M81 ka­ta­ló­gus­je­lű spi­rál­ga­la­xis kom­po­zit ké­pe, me­lyet a NA­SA nagy űr­ob­szer­va­tó­ri­u­ma­i­nak fel­vé­te­le­i­ből mon­tí­roz­tak össze. Az op­ti­kai ké­pet (zöld) a Hubb­le, az inf­ra­vö­rö­set (ró­zsa­szín) a Spi­tzer űr­te­lesz­kóp, míg az ult­ra­ibo­lya fel­vé­telt (bí­bor) a GA­LEX ké­szí­tet­te. Az in­zert­ben a ga­la­xis kö­zép­pont­já­nak a Chand­ra rönt­gen­mű­hold ál­tal ké­szí­tett ké­pe lát­ha­tó.
[Rönt­gen: NA­SA/CXC/Wis­con­sin/D. Poo­ley és CfA/A. Zez­as; op­ti­kai: NA­SA/ESA/CfA/A. Zez­as; ult­ra­ibo­lya: NA­SA/JPL-Cal­tech/CfA/J. Huch­ra et al.; inf­ra­vö­rös: NA­SA/JPL-Cal­tech/CfA]

A 2005 feb­ru­ár és au­gusz­tus kö­zött vég­zett, egye­dül­ál­ló­an hosszú idő­tar­ta­mot le­fe­dő meg­fi­gye­lé­sek­hez a Chand­ra mel­lett há­rom rá­dió­an­ten­na-rend­szert (Gi­ant Me­ter­wa­ve Ra­dio Te­lesc­ope, Very Lar­ge Ar­ray, Very Long Ba­se­line Ar­ray), két mil­li­mé­te­res hul­lám­hossza­kon mű­kö­dő an­ten­na-rend­szert (Pla­teau de Bu­re In­ter­fe­ro­me­ter, Sub­mil­li­me­ter Ar­ray) és az inf­ra­vö­rös mé­ré­sek­hez a Lick Ob­szer­va­tó­ri­um táv­csö­ve­it hasz­nál­ták. Az ész­le­lé­sek szi­mul­tán foly­tak, hogy az anyag­be­áram­lá­si rá­tá­ban hosszabb idő alatt be­kö­vet­ke­ző vál­to­zá­sok okoz­ta fé­nyes­ség­in­ga­do­zá­sok ha­tá­sát ki le­hes­sen kü­szö­böl­ni. Je­len­leg a Chand­ra az egye­dü­li mű­hold, ami ké­pes a köz­pon­ti fe­ke­te lyuk jó­val hal­vá­nyabb rönt­gen­su­gár­zá­sát a ga­la­xis tel­jes emisszi­ó­já­tól kü­lön­vá­lasz­ta­ni, il­let­ve a kö­rül­be­lül 17 par­szek mé­re­tű ga­la­xis­ma­got a kör­nye­ze­té­től izo­lál­ni.

A Se­ra Mar­koff (Uni­ver­sity of Am­ster­dam) ve­zet­te ku­ta­tó­cso­port­nak az M81 mag­já­ban ta­lál­ha­tó nagy­tö­me­gű fe­ke­te lyuk kör­nye­ze­té­nek rö­vi­debb és hosszabb idő­ská­lá­kon zaj­ló spekt­rá­lis vál­to­zá­sa­it si­ke­rült egy olyan mo­del­lel le­ír­nia, me­lyet ered­mé­nye­sen hasz­nál­nak a rönt­gen­ket­tő­sök ún. "hard" ál­la­po­tá­nak jel­lem­zé­sé­re. Eb­ben a fá­zis­ban a csök­ke­nő anyag­be­áram­lá­si rá­ta és az anyag­be­áram­lá­si ko­rong gyen­gü­lő emisszi­ó­ja mel­lett is nő a rend­szer ener­gia­ki­bo­csá­tá­sa, még­pe­dig a ko­rong­ra me­rő­le­ges kom­pakt ki­lö­vel­lé­sek (jet) meg­je­le­né­sé­nek és hosszabb idő­sza­kon ke­resz­tü­li fenn­ma­ra­dá­sá­nak kö­szön­he­tő­en. Ez pe­dig azt je­len­ti, hogy a rönt­gen­ket­tő­sök­ben ta­lál­ha­tó né­hány (tu­cat) csil­lag­tö­meg­nyi fe­ke­te lyu­kak­ra al­kal­maz­ha­tó mo­dell jól mű­kö­dik/mű­köd­het a sok­mil­li­ó­szor na­gyobb tö­me­gű köz­pon­ti fe­ke­te lyu­kak­ra is, s így ezek az eg­zo­ti­kus ob­jek­tu­mok va­ló­ban egy­sé­ges ke­ret­be il­leszt­he­tők.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás:

• Chand­ra NR, 2008.06.18.
• ar­Xiv:0804.0344v1 [ast­ro-ph]