Megmérték, mennyire pörög a Tejútrendszer központi fekete lyuka

A Tejútrendszer szívében, tőlünk mintegy 26 ezer fényévre lévő szupernagy tömegű fekete lyuk, a Sagittarius A* (Sgr A*) tengelyforgásáról végeztek új méréseket amerikai és kanadai kutatók. A Chandra röntgen-űrteleszkóp, valamint a Karl G. Jansky rádiócsillagászati obszervatórium méréseivel, egy újfajta módszert alkalmazva sikerült pontosítani a központi fekete lyuk forgásáról gyűjtött ismereteinket. A módszer során azt mérték meg, milyen gyorsan áramlik a fekete lyuk felé, illetve onnan kifelé az anyag. A mérésekből kiderült, hogy a fekete lyuk forgásának szögsebessége a lehetséges maximum kb. 60 százalékát éri el, az impulzusnyomatéka pedig lehetséges maximum 90 százalékát.

A fekete lyukakat kétféle adattal lehet jellemezi, egyik a tömegük, a másik az, hogy milyen gyors a tengelyforgásuk. Ezek bármelyikének megállapítása alapvető fontosságú ahhoz, hogy megértsük, s kiszámíthassuk, miként is viselkedhet az adott fekete lyuk. Az Sgr A* esetében számos korábbi becslés született már, eltérő módszerekkel, és nagyon eltérő eredményekkel – volt, amelyik módszer szerint egyáltalában nem forgott, míg más becslés arra jutott, hogy a maximálishoz közeli szögsebességgel forog.

Az új adatok alapján meglehetősen gyorsan forog a fekete lyuk, olyannyira, hogy ennek hatására összelapul a környezetében a téridő – a nyitókép ezt igyekszik megjeleníteni, a Sgr A* és a körülötte örvénylő anyag keresztmetszeti ábrájával. A középütt látható fekete kör a fekete lyuk eseményhorizontját jelképezi, vagyis azt a régiót, ahonnan már se a fény, se semmi egyéb nem térhet vissza. Ha oldalról pillantunk a fekete lyukra, ahogy az ábra is mutatja, a körülötte lévő téridőt egy lapított, amerikai futball labdához hasonlító barlang alakjában láthatjuk. Minél gyorsabban pörög a lyuk, annál inkább ellapul ennek az alakja. A sárgás-vöröses sávok a körülötte örvénylő gázokat jelképezik, ami aztán az eltorzított régióba bekerül, csapdába esik, és végül az táplálja a fekete lyukat majd.

Azt a fekete lyuk rajongók talán tudják, hogy ezen objektumok pólusai irányából jellegzetes anyagsugarak indulhatnak ki. Ezek nem a fekete lyukból erednek, természetesen, hanem abból az anyagból, ami körülötte örvénylik, a képen kékes árnyalattal festette meg a művész ezeket. A Tejútrendszer központi fekete lyuka nem igazán mutatja és mutatta ezen anyagsugarak jelenlétét az elmúlt évezredben, annak köszönhetően, hogy kevés anyag van az Sgr A* közelében. A kutatók szerint azonban, ahogy nő a környező gázmennyiség, ez a helyzet is megváltozik majd.

Az eredményeket úgy sikerült elérni, hogy egyrészt a lyuk környezetéből kiinduló anyagáramlatok rádióhullámait, valamint a lyuk körül örvénylő gázok röntgenhullámait mérték meg. Ezeket, független források segítségével meghatározott tömegadattal kiegészítve tudták a pörgés mértékét megállapítani.