Rejtőzködő fekete lyukakat kerestek

Olyan fekete lyukak után kutattak, amelyeket sűrű por- és gázfelhő rejt, így nem látható a beléjük zuhanó anyag által kibocsátott fény.

A NASA több teleszkópja is részt vett a szupernagy tömegű fekete lyukak utáni kutatásban, amelyről a The Astrophysical Journal folyóiratban számoltak be a szakemberek. A kutatás különlegessége az volt, hogy inkább olyan fekete lyukakra tudtak rátalálni, amelyeket gázból és porból álló, átlátszatlan felhő takar el, mintsem a jól észrevehetőekre.
A szupernagy tömegű fekete lyukak azok, amelyek a Nap tömegének több milliárdszorosát hordozzák, és a jelentősebb méretű galaxisok középpontjában foglalnak helyet.
A szakemberek úgy gondolják, hogy minden nagy galaxis középpontjában van szupernagy tömegű fekete lyuk, azonban igen bonyolult ezt igazolni. Könnyen érthető, hogy nem lehet csak úgy megszámlálni az Univerzum sok-sok milliárd fekete lyukát.
Ehelyett azt a módszert használják, amelyben egy kisebb területen lévő adatokból igyekeznek a teljes univerzumra következtetni. Ez azt jelenti, minél precízebben tudják a kis terület szupernagy tömegű fekete lyukait felderíteni és megszámlálni, annál pontosabb lesz a Világegyetem egészére vonatkozó adat is.
A kutatás eredménye azt mutatta, hogy ezen fekete lyukak 35 százaléka rejtőzködő. Az őket körbefogó por- és gázfelhők olyan nagy sűrűségűek, hogy még a rendkívül nagy energiájú röntgensugarak se jutnak át rajtuk.
Korábban csak a fekete lyukak 15 százalékát találták ilyen rejtőzködő típusúnak, ha viszont abból indulnak ki, hogy miként zajlik a galaxisok fejlődése, akkor ez az arány valószínűleg jóval közelebb lehet az 50 százalékhoz. Amennyiben továbbra sem találnak majd nagyobb arányú rejtett fekete lyukat, akkor a galaxisfejlődési modelleket, amelyek a fekete lyukak szerepét taglalják, majd finomítani kell úgy, hogy az elmélet megfelelhessen a tapasztalt arányoknak.
A fekete lyukak a galaxisaikra is visszahatnak, például ha túl sok anyag igyekszik egyszerre a lyukak felé, annak egy részét „felböfögve” visszajuttatják a galaxisba, így szétszóródhatnak a galaxis gázfelhői és ez lelassíthatja a csillagkeletkezést.
„Ha nem lennének fekete lyukak, a galaxisok sokkal nagyobbak lennének” – mondta Poshak Gandhi, a kutatás egyik szerzője. „Ez azt jelenti, hogy ha a Tejútrendszer középpontjában se volna szupernagy tömegű fekete lyuk, sokkal több csillagot láthatnánk az égen. No és ez csak egyetlen példa arra, ahogy a fekete lyukak beleszólhatnak a galaxisok fejlődésébe.”
A fekete lyukak önmagukban ugyan abszolút sötétek, hisz a fény sem tud kiszökni a gravitációjukból, azonban közvetett módon ezek válhatnak a világegyetem legfényesebb objektumaivá. A fekete lyuk körüli korongban spirálisan keringő anyag több százezer fokra felforrósodik, és rendkívüli fényerőt kibocsátva túlragyoghatja a galaxisa összes csillagát.
A lyuk körüli anyagspirált tápláló por- és gáztömeg tórusz vagy hétköznapi néven fánk alakban foghatja körbe a rendkívüli fényerejű korongot (lásd a fentebbi videóban) . Ha felül vagy alulnézetből látunk rá erre a fánkra, akkor látjuk a középen rejtőző fekete lyuk körüli fényt is. Ha viszont oldalról nézzük, akkor nem – legalábbis a legtöbb teleszkóp ezeket nem tudja azonosítani.
Van azonban egy kis segítségük a csillagászoknak: a fánk a középen lévő forrásból elnyelt fénysugárzás energiáját infravörösben kisugározza, gyakorlatilag ezek a fánkok infravörösben fénylenek. 1983-ban a NASA akkor csupán néhány hónapon át üzemelő IRAS nevű műholdja infravörösben figyelte az égboltot, és e műholdnak sok így elrejtett fekete lyukat sikerült megpillantania az egyébként jól láthatók mellett. Néhány így azonosított fekete lyukról azonban kiderült, hogy nem fekete lyukak, hanem csillagontó galaxisok, amelyek hasonló képet mutatnak infravörösben.
A különbséget a NuSTAR nevű űrobszervatórium segítségével tudták feltárni a kutatók, ez az űreszköz röntgen tartományban lát, és képes észlelni a röntgen azon, nagyobb energiájú tartományait, amelyek még ezeken a fánkokon is átjutnak.
Ha sikerül meghatározni azt az arányt, hogy a szupernagy tömegű fekete lyukakból mennyi a rejtett, azzal sikerülhet kideríteni, miként is hízhattak ekkorára. Amennyiben azáltal nőttek meg, hogy folyamatosan nyelték el az anyagot, akkor a fekete lyukak jelentős részét kell por- és gázfelhőnek takarnia.