Ősi fekete lyuk tömegét mérték meg

Gyakorlatilag minden nagy méretű galaxis középpontjában van szupernagy tömegű fekete lyuk, ami a galaxisokkal együtt fejlődik és növekszik. Számos nyitott kérdés van azonban a közös sorsukról. Ahhoz, hogy e kérdésekre választ találjanak a szakemberek, számos igen távoli fekete lyuk tömegét kell megmérni.

Ez egészen addig többé-kevésbé lehetséges is, míg az adott fekete lyuk aktív galaxismagként működik (ilyenek a kvazárok), és a környezetéből elnyelt anyag rendkívül erős sugárzása révén mérhető, látható. Ha viszont a galaxisban nincs jelentős csillagkeletkezés, nincs teli gázokkal, akkor a lyuk inaktív. Ez azt jelenti, hogy nem nyel el olyan mennyiségű anyagot, aminek a sugárzását könnyen észleljük ekkora távolságból is – a mérés szempontjából ekkor egészen más a helyzet.

Nemrégiben a James Webb-űrteleszkóp segítségével egy amerikai vezetésű nemzetközi kutatócsoport végzett el egy mérést, amelyben egy ilyen inaktív fekete lyuk volt a célpont. Az objektum egy jó 10 milliárd fényévre lévő galaxis, az MRG-M0138 jelű középpontjában található, és a gravitációs lencsehatás tette lehetővé a vizsgálatát. Ennek köszönhetően kiderült, hogy a korai univerzumban létezett objektum 6 milliárdszor nehezebb a Napnál.

A hozzánk jóval közelebbi fekete lyukak tömegmérését már korábban is sikerült megoldani, ám a legtávolabbi sikerrel megmért fekete lyuk mindössze 700 millió fényévnyire van. Ennél távolabbra a James Webb-űrteleszkóp kifinomult műszerei és a gravitációs lencsézés nélkül nem láthattak volna a szakemberek.

Az MRG-M0138 egy nagy galaxishalmaz mögé bújt a mi irányunkból nézve, e halmaz pedig erős gravitációjával 30-szorosára nagyította fel a távoli objektumot. Ennek köszönhetően tudták megfigyelni a fekete lyuk hatása alatt álló csillagok mozgását, a mozgásból pedig kiszámítható a fekete lyuk tömege.

Mivel ez a legjobb módszer arra, hogy egy fekete lyuk tömegét megmérjék, igen fontos előrelépést jelent, hogy egy ennyire ősi galaxis központi fekete lyukát is meg tudták mérni.

Az eredmények alapján úgy tűnik, hogy a korai univerzumban a legnagyobb sűrűségű galaxisok központi fekete lyukai már igen nagy tempóban növekedtek. Habár az MRG-M0138 most már szunnyad, a kutatók számításai szerint egykor valószínűleg ez is igen erőteljes sugárzású kvazár lehetett.

Egy ilyen aktív fekete lyuk viszont olyan energiával semmisíti meg, vagy épp löki ki a galaxisból a gázokat, hogy emiatt lefékeződhet a csillagkeletkezés (alapanyag híján). A Roman-űrteleszkóp, vagy az épülő chilei óriásteleszkóp, a Magellan majd ennél is jobban ráláthat ezekre az ősi galaxisokra a gravitációs lencsehatást kihasználva.