Először látták közvetlenül két fekete lyuk haláltáncát – különleges rádiófelvétel bizonyítja a kettős kvazár létezését
A világegyetem legveszélyesebb tánca most először vált láthatóvá
Egyedülálló rádiófelvétel tárta fel két fekete lyuk végzetes keringését egymás körül – egy olyan kozmikus táncot, amelyet eddig csak elméletek és számítások jeleztek előre. A felvétel az első, amelyen mindkét fekete lyuk saját, különálló anyagsugarát – úgynevezett jetjét – sikerült megörökíteni, ezzel végleg megerősítve a híres OJ 287 galaxis kettős magjára vonatkozó tudományos modellt.
A Földtől mintegy 3,5 milliárd fényévre található OJ 287 kvazár középpontjában két szupermasszív fekete lyuk kering egymás körül, olyan erőhatások közepette, amelyek a fizika határait feszegetik. Bár az égitestek viselkedését évtizedek óta megfigyelik, most először készült olyan kép, amelyen mindkét fekete lyuk aktivitása közvetlenül azonosítható.
„Végre sikerült lefényképeznünk két egymás körül keringő fekete lyukat”
A felfedezést bejelentő Mauri Valtonen, a Finnországi Turku Egyetem csillagásza így fogalmazott: „Most először sikerült képet készítenünk két fekete lyukról, amelyek egymás körül keringenek. A képen azonosíthatók a fekete lyukakat kísérő intenzív részecskesugarak.” Hozzátette: „Maguk a fekete lyukak teljesen sötétek, de a körülöttük lévő izzó gáz és az általuk kibocsátott jetek révén felismerhetők.”
A publikált képen a galaxis magját átszelő fő jet mellett halványabban kirajzolódik egy másik, ferdén futó sugár is – ez a kisebb fekete lyuk aktivitásának bizonyítéka.
Kettős fekete lyuk egy kvazár szívében
Az OJ 287 úgynevezett kvazár – az univerzum legfényesebb objektumai közé tartozik. Fényük a központi szupermasszív fekete lyuk körüli anyagbefogásból származik: a hatalmas gravitáció és súrlódás miatt az anyag rendkívül felhevül, és ragyogó fényt bocsát ki.
Az OJ 287 azonban már 1982 óta gyanús volt a kutatók számára. Fényessége 12 évente ismétlődő ciklust mutatott, ami arra utalt, hogy a központi fekete lyuk mellett egy másik, kisebb is kering, amely időről időre áthalad a fő fekete lyuk anyagkorongján, drámai fénykitöréseket okozva.
A fekete lyukak szörnyű ereje és láthatatlan jelei
Amikor egy fekete lyuk aktívan nyel el anyagot, az egyik leglátványosabb jelenség a relativisztikus jet – az anyag egy része a mágneses mezők mentén a pólusok irányába kilövell, fénysebesség közeli tempóban.
Korábbi megfigyelések szerint az OJ 287 nagyobbik fekete lyuka – amely a Napnál mintegy 18 milliárdszor nehezebb – erőteljes jetet bocsát ki. A kisebb, „mindössze” 150 millió naptömegű társa aktivitását azonban eddig nem sikerült közvetlenül észlelni.
A RadioAstron tette láthatóvá a láthatatlant
A mostani áttöréshez a RadioAstron nevű rádióinterferométer adatai szolgáltatták az alapot. A 2014-ben végzett megfigyelésben a Föld körül keringő műhold és földi antennák együttesen olyan felbontást értek el, mintha egy pénzérmét próbáltak volna lefényképezni a Hold felszínén.
A kutatók újraelemezték a RadioAstron adatokat, és több olyan fényességmintázatot találtak, amely összhangban volt egy második, kisebb jet jelenlétével. Mivel a kisebb fekete lyuk gyorsabban mozog, az általa kibocsátott anyagsugár spirálszerűen tekeredik – hasonlóan egy forgó locsolócső vízsugarához.
A megfigyelések és a korábbi elméleti modellek összevetése kimutatta, hogy a halvány, ferdén húzódó jet pontosan megfelel a kisebb fekete lyuk mozgásából számított pályának.
A történelem első képe két külön fekete lyuk jetjéről
A RadioAstron által rögzített kép tehát az első, amely két, külön szupermasszív fekete lyukhoz tartozó anyagsugarat mutat. A Doppler-elemzés alapján a kisebb fekete lyuk jetje lassabban halad, a fő jet sebességének mintegy felével.
A következő lépés a felfedezés megerősítése lesz: a csillagászok már készítik az OJ 287 újabb rádiótérképét, amely további részleteket fedhet fel a jetek mozgásáról. A következő látványos aktivitásra azonban valószínűleg csak a 2030-as években kerül sor, amikor a kisebb fekete lyuk újra elég közel kerül a társához.
A kutatás részletes eredményei az Astrophysical Journal tudományos folyóiratban jelentek meg, új fejezetet nyitva a fekete lyukak viselkedésének megértésében.
