A fekete lyukak tanulmányozása fontos része az asztrofizikusok munkájának, hiszen megismerésükkel pontosabb képet kaphatunk a világegyetem működéséről. Kutatók egy csoportja ezért részletes adatbázisban rögzítené a Tejútrendszerben rejtőzködő jelenségeket, ám úgy tűnik, hogy listájuk messze még a teljestől; a Live Scienceben közölt tanulmány szerint ugyanis elképzelhető, hogy a fekete lyukak egy komplett osztályának létezéséről mostanáig nem szereztünk tudomást.

A csillagászok ezért új javaslattal álltak elő az objektumok keresésére, egyúttal rámutattak arra a lehetőségre, miszerint miniatűr fekete lyukak komplett sokasága vehet minket körül, amelyek méretben sokszorosan alulmúlják az eddig ismert legkisebbeket. Todd Thompson, az Ohiói Állami Egyetem csillagászprofesszora és a tanulmány vezető szerzője a tudományos szaklapnak nyilatkozott felfedezésükről:

"Most végre feltárhatjuk, milyen jelek utalnak arra, hogy létezhet egy egész fekete lyuk-populáció, amelynek létét még bizonyítanunk kell a fekete lyukak további kutatása során."

Hozzátette: kollégáival régóta próbálják megérteni, hogyan robbannak fel a szupermasszív fekete csillagok, illetve miként formálódnak bennük különféle elemek. Ha megtalálnák a fekete lyukak merőben új csoportját, az még többet elárulna arról, mely csillagok robbannak fel és melyek nem, vagy melyikből lesz fekete lyuk, és melyikből neutroncsillag.

Egészen új kutatási terület alakulhat

Thompson szerint mostanáig tévúton jártunk a fekete lyukak létezésével kapcsolatban. "Vegyünk mondjuk egy népszámlálást, amiből minden százhetvenöt centiméternél alacsonyabb személyt kihagynak, sőt tegyük fel, hogy a számlálóknak sejtelmük sincs arról, hogy valaki ennél akár alacsonyabb is lehet." Egy hasonló kutatás nyilvánvalóan hamis eredményt adna, hiszen tévesen képezné le a szóban forgó népességet. Thompson szerint mostanáig pontosan így kezeltük a fekete lyukakat, noha már hosszú ideje kutatnak olyan különleges fekete lyukak után, amelyek szokatlanul erős gravitációs vonzásúak, így belőlük sem anyag, sem sugárzás, sem más egyéb nem szökhet meg.

Valahányszor egy csillag élete végéhez ér, összezsugorodik, felforrósodik, anyaga meghatározott részét hatalmas robbanás kíséretében leveti, megmaradó magja pedig összeroppanva elképesztő sűrűségű lesz: így keletkeznek a fekete lyukak. A tudósok fantáziáját a neutroncsillagok ugyancsak mozgatják, melyek szintén kiégett csillagok maradványai. Ami biztos, hogy mindegyik felfedezés érdekes információkat tartogat a csillagok életéről és haláláról, na és persze a bolygót alkotó nehéz elemek kialakulásáról. Ám a fekete lyukakról csak úgy szerezhetünk több információt, ha előbb kitaláljuk pontos helyüket. Mindehhez viszont tudnunk kell, mit is keresünk.

Némi vigaszt jelenthet, hogy a fekete lyukak legtöbbször úgynevezett bináris rendszerekben keresendők; magyarán olyan csillagpárosok tagjaként, amiket a gravitáció egymás körüli keringésre kényszerít. Valahányszor egy 'pár' teljesíti életfeladatát, egy a másik továbbra is folytatja keringését elpusztult társa körül, amely időközben neutroncsillaggá vagy fekete lyukká alakult. A már ismert fekete lyukak tömege megközelítőleg öttől tizenöt naptömegig terjed, míg a mostanáig felfedezett neutroncsillagok tömege nem lépi túl a 2.1 naptömeget, ami nem véletlen; számítások szerint, ha súlyuk nehezebb lenne két és fél naptömegnél, fekete lyukká alakulnának. 2017. nyarán a gravitációs hullámok mérésére kifejlesztett LIGO obszervatórium segítségével csillagászok megfigyelték, milyen amikor körülbelül 1.8 millió fényévnyire lévő galaxisban két fekete lyuk összeolvad egymással, amik ráadásul jóval nagyobbak voltak az átlagosnál: harmincegy, illetve huszonöt naptömegnyiek.

Thompson és kollégái régóta sejtették, hogy a jelenleg ismert méretű fekete lyukakon kívül mások is léteznek, a LIGO felfedezése pedig be is bizonyította feltételezésüket. A legnagyobb neutroncsillagok és a legkisebb ismert fekete lyukak közötti méretkülönbség azonban továbbra is kinyomozandó rejtély, így Thompsonék elkezdték átfésülni az APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) kísérlet eredményeit, amiben a Tejútrendszer mintegy százezer csillag sugárzási spektrumát rögzítették.

Thompson arra is rájött, hogy a spektrumok 'elárulhatják', ha egy csillag egy másik objektum körül kering: a spektrum időbeli eltérései, például először a rövidebb, majd a hosszabb hullámhosszak felé történő váltakozó eltolódás azt jelentheti, hogy egy csillag egy láthatatlan égitest körül írja a köröket. Mindezért olyan csillagokat kutatott kísérletük során, amik hasonló váltakozást mutattak, hiszen akkor valószínűleg egy fekete lyuk látható párjai lehetnek. Miután kiválasztotta a kétszáz legígéretesebbnek tűnő csillagot az APOGEE adataiból, átadta azokat munkatársának, Tharindu Jayasinghénak, aki minden szóban forgó bináris rendszerről képek ezreit hívta le az ASAS-SN adatbázisból. Az ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae) egy automatizált keresőrendszer, ami szupernóvák után kutat és felvételeket készít róluk.

Kitartásukat siker koronázta, merthogy ráleltek egy extra kisméretű fekete lyuk körül keringő vörös óriásra, bár a fekete lyukak jóval nagyobbak a legtöbb ismert neutroncsillagnál. A szakértők végül 3.3 naptömegben határozták meg az újonnan felfedezett fekete lyuk súlyát. Thompson szerint nemcsak kidolgoztak egy új módszert a fekete lyukak keresésére, de beazonosítottak egy eddig ismeretlen, alacsony tömegű objektumot, ami csupán előfutára lehet egy egész új osztálynak.

(Fotó: Pixabay)