A csillagok szokatlan fekete lyukat jeleznek galaxisunkban.

A Hubble Űrteleszkóp archívumából származó két és fél évtizedes felvételek átfésülésével az asztrofizikusok bizonyítékot fedezhettek fel egy közeli fekete lyukról, amely legalább 8200-szor nagyobb tömegű lehet, mint a Nap.

Ha további vizsgálatok megerősítik az eredményeket, az objektum a második legnagyobb fekete lyuk lesz galaxisunkban. Ez lehet a legerősebb esélyes egy köztes fekete lyukra is – egy objektum a rejtélyes "senkiföldjén" a "szupermasszív" fekete lyukak között, amelyekről azt gondolják, hogy a legtöbb galaxis és a sokkal kisebbek, amelyek súlya körülbelül akkora, mint egy nagy csillag, középpontjában fekszik.

Gyorsan mozgó csillagok

Maximilian Häberle asztrofizikus, a németországi heidelbergi Max Planck Csillagászati ​​Intézet munkatársaival több mint 500 felvételt vizsgáltak meg az ω Centauriról, egy 10 millió csillagot tartalmazó sűrű csillaghalmazról, amely körülbelül 18 000 fényévnyire (5,43 kiloparszek) van a Naprendszertől. A képek elsősorban a Hubble teleszkóp műszereinek kalibrálására készültek az évek során.

A csapat összefűzte a képeket, hogy rekonstruálja a halmaz több mint 150 000 csillagának mozgását. Häberle szerint a legtöbb csillag az elméleti modellek előrejelzése szerint mozog. – De aztán voltak, akik gyorsabban haladtak. Hét csillag, mindegyik az ω Centauri középpontja közelében, túl gyorsan mozgott ahhoz, hogy egyedül a halmaz gravitációja megtartsa őket.

Ez arra utal, hogy a csillagokat egy hatalmas objektum, például egy fekete lyuk gravitációs vonzása gyorsította fel. A csillagok sebességéből legalább 8200 naptömegnek kellene lennie, de akár 50 000 nap tömegét is elérheti. „Előre nem tudtuk, hogy megtaláljuk-e vagy sem” – mondja Häberle. "Kicsit kockázatos volt, és nem tudtunk volna semmit találni."

„Nehéz kísérletről van szó”, és a fekete lyuk létezésére vonatkozó bizonyítékok „még mindig nagyon távol állnak a meggyőző erejűektől” – mondja Gerry Gilmore, a Cambridge-i Egyetem asztrofizikusa. Konkrétan, az adatok még nem mutatnak jeleket arra, hogy a pályák egymás körül keringenek, ahogyan azt egy hatalmas objektumtól elvárnánk, mint ahogy ez a hatalmas objektumok körül keringő csillagok esetében lenne. A Sagittarius A* esetében a 4,3 millió naptömegű fekete lyuk a Tejútrendszer közepén, Évek megfigyelése cáfolhatatlan bizonyítékokat talált az ilyen íves pályákra – egyet a két vezető kutató számára 2020-ban Nobel-díj kapott. A Gaia űrteleszkóp néhány szunnyadó, csillag alakú fekete lyukat is felfedezett egyetlen társcsillag mozgásából ².

A legtöbb fekete lyukat az elmúlt öt évtizedben fedezték fel sugárzás, például röntgen vagy rádióhullámok segítségével ³a túlhevített gáz spirálisan a lyukba áramló hatására keletkezik. A Sagittarius A* létezésének első jele valójában egy rádiós hidegforrás volt – bár nem túl fényes. De nem találtak ilyen kibocsátást az ω Centauriban.

Rejtélyes középsúlyúak

A jelölt objektum tömege az ω Centauriban egyértelműen a közbenső fekete lyukak tartományába helyezné, általában 100 és 100 000 naptömeg közé. Eddig az egyetlen szilárd bizonyíték a fekete lyukak jelenlétére ezen a területen a két egyesülő fekete lyuk által keltett gravitációs hullámok észleléséből származik. Egy ilyen eseményt figyeltek meg 2019-ben állítólag körülbelül 150 naptömegű objektumot hozott létre.

A közepes méretű fekete lyukak keresésének hosszú története van az állításoknak, amelyeket később megcáfolnak. Az asztrofizikusok régóta gyanítják, hogy az „ultraluminó” röntgensugárzás egyes forrásai ekkora fekete lyukak lehetnek. De a legtöbb jelölt neutroncsillagnak bizonyult, amelyek szokatlanul fényesen ragyognak azáltal, hogy elnyelik egy kísérőcsillag túlhevített anyagát. „Ezek nagy valószínűséggel „normális” fiatal bináris rendszerekkel állnak összefüggésben” – mondja Giuseppina Fabbiano, a Massachusetts állambeli Cambridge-i Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ asztrofizikusa.

Továbbra is nagy kérdések merülnek fel – többek között az, hogy egyes fekete lyukak hogyan válnak szupermasszívvá, és vajon többszörös egyesülések eredménye-e, kezdve a csillagok fekete lyukaitól, és olyan köztes tömegeken keresztül, mint a ω Centauri jelöltjé.

A csapat most a James Webb Űrteleszkóppal történő nyomon követési tanulmányokat tervez, mondja Häberle. Míg a Hubble-adatok csak azt mutatják meg, hogyan mozognak a csillagok a látómezőn, a csillagok spektruma megmutatja, hogyan mozognak a látóvonal mentén, így a csillagászok teljes 3D-ben rekonstruálhatják sebességüket.