2017. június 2.
https://apod.nasa.gov/apod/ap170602.html
http://www.vcse.hu
Korábban csak kettőscsillagrendszerekben ismertünk fekete lyukakat: a kísérőcsillag mozgásából lehetett látni, hogy egy nagytömegű, ámde láthatatlan objektum körül kering. Az ilyen csak fekete lyuk lehet (a neutroncsillagok felső tömeghatára 3,2 naptömeg körül van, a gyanított fekete lyukaké ennél több volt). Ezeket főként röntgensugárzó-kettősökben fedezték fel, a röntgensugárzás forrása a normál csillag kísérőről a fekete lyukra átáramló anyag, ami a fekete lyuk körüli anyagbefogási korongban (akkréciós diszkben) felhevül. Ezek a fekete lyukak kb. 4-17 naptömegűek. Jópár ismert belőlük. A mellékelt ábrán a függőleges tengelyen a fekete lyuk tömege van feltüntetve, ezek a fekete lyukak az ábra bal oldalán foglalnak helyet.
Más fekete lyukakat a galaxisok középpontjában fedeztek fel, a köröttük lévő csillagok gyors mozgásából. A gyors mozgás elárulja a vonzócentrum tömegét, de azt nem látjuk. Csak fekete lyuk lehet. A Tejútrendszer közepén pl. 3 milliárd naptömegű fekete lyuk van.
Egy újabb keletű lehetőség fekete lyukak felfedezésére, ha két fekete lyuk ütközik és az ütközés következtében gravitációs hullámok keletkeznek. A gravitációs hullámok megváltoztatják a téridő tulajdonságait: ilyen ütközéseket követően csillapodó, kváziperiódikus hullámok jelennek meg, amelyek két közeli tárgy távolságát oda-vissza változtatják pár percig-óráig. Pl. ha egy lézersugarat küldünk egy több km-re lévő tükörre és mérjük a visszaérkezése idejét, akkor ezek a távolságváltozások megfoghatók. Ilyet csinál pl. a LIGO gravitációs hullámdetektor az USA-ban. Az általa észlelt némely fekete lyuk-egyesülést az ábra jobb oldali része mutatja be: milyen tömegű fekete lyukak egyesültek egy adott tömegűvé. A GW a gravitational wave (gravitációs hullám) jele, az utána következő számok pedig az esemény időpontját kódolják 2000 után: év utolsó két jegye, hónap, nap. Eddig három ilyet észlelt a LIGO. Az LVT-esemény a “LIGO-Virgo trigger” rövidítése. Ez az esemény szintén lehetett fekete lyukak egyesülése, de ebben az esetben a jel értelmezésében nem biztosak az asztrofizikusok, ezért amíg nem jutnak dűlőre vele, csak “gravitációs hullámforrás-jelöltként” kezelik, nem biztos eseményként.
Ilyen detektálási módszer csak 2016 óta működik, teljesen új elveken működő észlelési ágról van szó tehát, mintha távcsövekkel vizsgálnánk csak az eget – de nem a fény tulajdonsághait vagy irányát mérjük, hanem a téridő hllámzásait.
Az ilyen feketelyuk-egyesülések kettős feketelyuk-rendszerekben jönnek létre. Vannak 50-60 vagy még több naptömegű csillagokból álló kettőscsillagok. Ha egy kettőscsillagrendszerben két nagytömegű normál csillag van, akkor a nagyobb tömegű II-es típusú szupernóvarobbanásban nány naptömegű fekete lyukká válhat,. Ha kísérőjétől anyagot nyel el, akkor meg is hízhat 20-30 naptömegűvé. A probléma ott van, hogy a kísérőcsillag maradéka elegendő-e fekete lyuk létrehozására? ha igen, az meghízhat-e ekkorára? Lehet, hogy a fekete lyuk-egyesülésekben résztvevő fekete lyukak tömegét becsüljük túl – nem lenne meglepő, ha egy éppen kezdődő tudományág első éveiben még nem lennének elég pontosak a becslések.
Természetesen az is lehet, hogy a kettős fekete lyukak nem az utóbbi időkben született nagytömegű kettősökből alakultak ki, hanem ősi, III. populációs, akár 1000 naptömegű csillagokból. Manapság ekkora csillagok már nem keletkeznek, csak legfeljebb 120-160 naptömegűek. Ennek oka, hogy az Univerzum már feldúsult fémekben, az újabban keletkezett csillagok ezért gazdagabbak fémekben: köpenyükben több elektront tartalmazó atomok is vannak, amelyek több fényt elnyelnek, ezért a csillag energiafelszabadulásából származó fénynyomás csak kisebb tömegű csillagköpennyel tud egyensúlyt tartani.
