2017.01.24. - Bolygóméretű gázcsomókat dobálhat a központi fekete lyuk

Néhány ezer évente egy-egy csillag végzetesen közel kerül a Tejútrendszer centrumát uraló szupernagy tömegű fekete lyukhoz, amely széttépi, maradványait pedig szerte a Galaxisba, vagy azon is túlra szórja.

Néhány ezer évente egy-egy szerencsétlen csillag túlságosan közel kerül a Tejútrendszer középpontjában elhelyezkedő szupernagy tömegű fekete lyukhoz: annak árapályereje szétszaggatja, hosszú gázárammá nyújtja a csillagot. Úgy tűnhet, hogy ez a történet vége, valójában azonban az folytatódik. Egy új kutatás szerint ebből a gázívből újra bolygóméretű objektumok állhatnak össze, ezek a "galacsinok" pedig hatalmas kezdősebességgel indulva akár a Galaxist is elhagyhatják. A kutatás vezetője, Eden Girma egyetemi hallgató (Harvard University, Banneker/Aztlan Institute) szerint egyetlen széttépett csillagból több száz, bolygónyi tömegű objektum jöhet létre, de ezek további sorsa nem nagyon ismert, nem tudjuk például, hogy a tejútrendszerbeli mozgásuk során mennyire közelíthetnek meg bennünket. Girma és munkatársai egy számítógépes kódot fejlesztettek, hogy megválaszolhassák ezeket a kérdéseket.

Számításaik azt jelzik, hogy a bolygónyi maradványok közül a legközelebb kerülő néhány száz fényévre közelítheti meg a Naprendszert. Tömege a Neptunusz és a Jupiter tömegének néhányszorosa közé eshet, a kialakulása közben nyert energia miatt pedig az infravörös tartományban sugározhat is, bár nem elég intenzíven ahhoz, hogy az eddigi égboltfelmérések során felfedezhették volna. A közeljövő nagy műszerei, például a Large Synoptic Survey Telescope (LSST) vagy a James Webb Űrteleszkóp azonban már alkalmasak lehetnek az űrkülöncök detektálására.

Fantáziarajz a központi szupernagy tömegű fekete lyuk által kb. 10 ezer km/s sebességgel kidobott bolygóméretű fragmentumokról, amelyek a fekete lyuk árapályereje által szétszaggatott csillag anyagából álltak újra össze.
[Mark A. Garlick / CfA]

A szimulációk azt is megmutatták, hogy a különleges objektumok túlnyomó része - 95 százalékuk - a Tejútrendszert is el fogja hagyni hatalmas, körülbelül 30 millió km/h sebessége miatt. Mivel a legtöbb galaxis magjában szintén szupernagy tömegű fekete lyuk van, valószínű, hogy azokban is ugyanilyen folyamatok játszódnak le. A vizsgálat egyik résztvevője, James Guillochon (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) szerint például az Androméda-köd is folyamatosan lövöldöz felénk ilyen gázgalacsinokat.

Bár bolygóméretűek, ezek az objektumok nagyon eltérnek egy tipikus bolygótól. A szó szoros értelmében csillaganyagból állnak, és mivel a korábbi csillag különböző részeiből jöttek létre, a kémiai összetételük is eltérő. A közönséges bolygóktól abban is különböznek, hogy azoknál sokkal gyorsabban alakulnak ki. A fekete lyuk árapályereje mindössze egy nap alatt szétszaggatja a csillagot, és nagyjából egy év alatt az új fragmentumok is összeállnak. Ezzel szemben évmilliók kellenek egy Jupiterhez hasonló bolygó létrejöttéhez a protoplanetáris anyagból.

A fekete lyuk öleléséből kiszabadulva egy ilyen objektum körülbelül egymillió év alatt érheti el a Naprendszer szomszédságát. Nem lesz majd egyszerű megkülönböztetni őket azoktól a csillag nélküli bolygóktól, amelyek a normál csillag- és bolygókeletkezési folyamat során alakultak ki, de valamiért elszakadtak gazdacsillaguktól, és szintén magányosan róják útjukat a Galaxisban. Becslések alapján ezer "szabad" bolygó közül mindössze egy köszönheti létét a központi szupernagy tömegű fekete lyuknak.

Az eredményeket részletező posztert az American Astronomical Society éves közgyűlésén mutatták be.

Forrás:

• ScienceDaily 2017.01.11.