2017.06.02. - El­tűnt egy csil­lag, ta­lán fe­ke­te lyuk ma­radt a he­lyén

Ame­ri­kai csil­la­gá­szok föl­di és űr­táv­csö­vek­kel meg­fi­gyel­ték, aho­gyan egy nagy­tö­me­gű, hal­dok­ló csil­lag, amely­nek szu­per­nó­va­ként kel­lett vol­na fel­rob­ban­nia, előbb el­tűnt, ezt kö­ve­tő­en pe­dig fe­ke­te lyuk­ként szü­le­tett új­já.

A ku­ta­tók az LBT (Lar­ge Bi­no­cu­lar Te­lesc­ope), va­la­mint a Hubb­le- és a Spi­tzer-űr­táv­csö­vek együt­tes ere­jé­vel pró­bál­ták meg­ke­res­ni a ko­ráb­ban ott le­vő csil­la­got, de csak hűlt he­lyét ta­lál­ták. A csil­lag, amely 25-ször na­gyobb tö­me­gű volt Na­punk­nál, szu­per­nó­va­ként kel­lett vol­na, hogy fel­rob­ban­jon, ehe­lyett tel­je­sen el­tűnt a nyolc év­vel ké­sőbb a lát­ha­tó tar­to­mány­ban ké­szí­tett ké­pek­ről.

A lát­ha­tó és a kö­ze­li inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban ké­szült fel­vé­te­le­ken jól lát­ha­tó, hogy a nagy tö­me­gű N6946-BH1 je­lű csil­lag a 2007-ben ké­szült ké­pen még ott van, a 2015-ben ké­szült ké­pen vi­szont már nem ta­lál­ha­tó. Na­gyon kis in­ten­zi­tá­sú inf­ra­vö­rös jel mu­tat­ha­tó ki a va­la­mi­ko­ri csil­lag he­lyén, amely nagy va­ló­szí­nű­ség­gel a fe­ke­te lyuk­ba hul­ló anyag­tól szár­ma­zik.
[NA­SA, ESA, and C. Ko­cha­nek (OSU)]

Amennyi­ben a ku­ta­tók ered­mé­nyei he­lye­sek, ez­zel meg­ma­gya­ráz­ha­tó, hogy mi­ért lá­tunk olyan rit­kán nagy­tö­me­gű csil­la­go­kat szu­per­nó­va­ként fel­rob­ban­ni. Úgy néz ki, az ilyen csil­la­gok kö­zel 30 szá­za­lé­ka csön­de­sen fe­ke­te lyuk­ká zu­han össze, nem szük­sé­ges szu­per­nó­va­ként fel­rob­ban­ni­uk.

"A mai né­ze­tek sze­rint fe­ke­te lyu­kak szu­per­nó­va-rob­ba­nás után ke­let­kez­nek – ma­gya­ráz­za Ch­ri­stop­her Ko­cha­nek (Ohio Sta­te Uni­ver­sity) – el­len­ben, ha le­het­sé­ges az, hogy egy csil­lag­nak nem si­ke­rül szu­per­nó­va­ként fel­rob­ban­nia, de még­is fe­ke­te lyuk lesz be­lő­le, ak­kor az ma­gya­rá­za­tot ad ar­ra, mi­ért nem lát­juk a leg­na­gyobb tö­me­gű csil­la­go­kat szu­per­nó­va­ként fel­rob­ban­ni."

A Ko­cha­nek pro­fesszor ál­tal ve­ze­tett cso­port a 22 mil­lió fény­év­re lé­vő NGC 6946 ka­ta­ló­gus­je­lű ga­la­xist vizs­gál­ták, mi­vel eb­ben a ga­la­xis­ban meg­le­he­tő­sen gyak­ran tör­tén­nek szu­per­nó­va-rob­ba­ná­sok (a leg­utób­bi fel­fe­de­zés pl. 2017. má­jus 14-i: az SN 2017e­aw je­len cikk írá­sa­kor kö­zel a ma­xi­má­lis fé­nyes­sé­gé­nél tart). A ga­la­xis egyik csil­la­ga, amely az N6946-BH1 ka­ta­ló­gus­szá­mot kap­ta, 2009-ben el­kez­dett fé­nye­sed­ni, de ez ha­mar vé­get ért, 2015-re pe­dig ki­mu­tat­ha­tat­lan­ná vált.

Mi­u­tán az LBT fel nem fe­de­zett szu­per­nó­vá­kat ke­re­ső fel­mé­rő­prog­ram­já­ban fel­tűnt a csil­lag, a ku­ta­tók a Hubb­le- és a Spi­tzer-űr­te­lesz­kó­pok se­gít­sé­gé­vel ké­szí­tet­tek fel­vé­te­le­ket, hogy ha na­gyon hal­vá­nyan is, de ki­mu­tas­sák a je­len­lé­tét. A Spi­tzert ar­ra is fel­hasz­nál­ták, hogy eset­le­ges inf­ra­vö­rös su­gár­zást mu­tas­sa­nak ki, amely azt jel­zi, hogy a csil­lag ugyan­ott van, csak por­fel­hő ve­szi kö­rül, és ezért nem lát­juk. Azon­ban min­den, a csil­lag ki­mu­ta­tá­sát cél­zó pró­bál­ko­zá­suk si­ker­te­len­nek bi­zo­nyult. A ku­ta­tók ala­po­san vé­gig­vet­tek min­den le­het­sé­ges ma­gya­rá­za­tot, hogy mi­ért tűnt el a csil­lag, vé­gül ar­ra a kö­vet­kez­te­tés­re ju­tot­tak, hogy fe­ke­te lyuk­ká vált.

Egyen­lő­re ne­héz len­ne meg­mon­da­ni biz­to­san, hogy mi­lyen gyak­ran ját­szó­dik le ha­son­ló fo­lya­mat, de Scott Adams, aki nem­rég sze­rez­te meg PhD fo­ko­za­tát az Ohio Sta­te egye­te­men, elő­ze­tes becs­lést vég­zett er­re: "Az N6946-BH1 az egyet­len fel nem rob­bant szu­per­nó­va, ame­lyet ta­lál­tunk a fel­mé­rés el­ső hét évé­ben. Eb­ben az idő­szak­ban 6 kö­zön­sé­ges szu­per­nó­va-rob­ba­nást fi­gyel­tek meg a prog­ram ál­tal mo­ni­to­ro­zott ga­la­xi­sok­ban. Mind­ez azt su­gall­ja, hogy a nagy­tö­me­gű csil­la­gok kö­zel 10-30 szá­za­lé­ka vég­zi úgy éle­tét, hogy nem rob­ban fel szu­per­nó­va­ként" - nyi­lat­koz­ta Scott Adams. – "Ez csak egy tö­re­dé­ke an­nak, ami­vel meg­ma­gya­ráz­ha­tó az, ami­ért az LBT-vel a fel­mé­rő­prog­ram el­in­dult. Ar­ra ke­re­sünk ma­gya­rá­za­tot, hogy mi­ért lá­tunk ke­ve­sebb szu­per­nó­va-rob­ba­nást, mint amennyit lát­nunk kel­le­ne, ha min­den nagy­tö­me­gű csil­lag éle­te ilyen mó­don ér­ne vé­get."

Mű­vé­szi el­kép­ze­lés: egy na­gyon nagy tö­me­gű csil­lag éle­té­nek vég­ső sza­ka­szai ab­ban az eset­ben, ha nem szu­per­nó­va­ként rob­ban fel, ha­nem gra­vi­tá­ció ha­tá­sá­ra vá­lik fe­ke­te lyuk­ká. Bal­ról jobb­ra: a nagy­tö­me­gű csil­lag vö­rös szu­per­óri­ás­sá fej­lő­dik, a csil­lag kül­ső hé­ja le­do­bó­dik majd ki­tá­gul, és hi­deg, vö­rös tran­zi­ens for­rás­sá vá­lik a fris­sen ke­let­ke­zett fe­ke­te lyuk kö­rül. Egy ke­vés anyag vissza­hull­hat a fe­ke­te lyuk­ra, amely a ké­pen áram­lat­ként és ko­rong­ként van áb­rá­zol­va, ez évek­kel ké­sőbb op­ti­kai vagy inf­ra­vö­rös su­gár­zás­ként eset­leg ki­mu­tat­ha­tó lesz.
[NA­SA, ESA, and P. Jeff­ri­es (STS­cI)]

A ku­ta­tó­cso­port egy má­sik tag­ja, Krzy­sztof Sta­nek, az Ohio Sta­te Uni­ver­sity pro­fesszo­ra sze­rint a fel­fe­de­zés iga­zi ér­de­kes­sé­ge, hogy fon­tos kö­vet­kez­te­té­se­ket von­ha­tunk le azon na­gyon nagy tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak lét­re­jöt­té­nek meg­ma­gya­rá­zá­sá­ra, ame­lye­ket a LI­GO (La­ser In­ter­fe­ro­me­ter Gra­vi­ta­ti­o­nal-Wa­ve Ob­ser­va­to­ry) gra­vi­tá­ci­ós hul­lá­mo­kon ke­resz­tül mu­ta­tott ki. Sze­rin­te a most ész­lelt je­len­ség lo­gi­ku­sabb ma­gya­rá­za­tot ad a több tíz nap­tö­me­gű fe­ke­te lyu­kak lé­te­zé­sé­re, mint a szu­per­nó­va-rob­ba­ná­so­kon át­esett, így tö­me­gük nagy ré­szét le­do­bó csil­la­gok ha­lá­la.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Monthly No­ti­ces of the Ro­yal Ast­ro­no­mi­cal So­ci­ety c. fo­lyó­irat­ban je­lent meg.

For­rás:

• STS­cI-2017-19