2014. július 31., csütörtök

Kitekintés: inaktív szupernagytömegű fekete lyukak megfigyelése

A blog témája az aktív galaxismagok, de most még is egy nem-aktív galaxisról szóló cikkről fogok írni. De először is, mi az előnye az aktivitásnak a megfigyelő szempontjából? Hát az, hogy az aktív galaxismag az elektromágneses spektrum széles tartományában erősen sugároz, könnyű megfigyelni. Ezzel szemben egy normális (anyagot folyamatosan nem befogó) galaxis magjában üldögélő szupernagy tömegű fekete lyukról nem sok információt tudunk szerezni. Egyik lehetőség, ha gravitációs lencseként elhajlítja a mögötte, a távolban lévő sugárzó objektumból jövő fényt, de ilyenkor az egész galaxis gravitáló tömege (központi fekete lyuk, csillagok, gáz, sötét anyag a haloban) együttes hatását látjuk. A másik lehetőség, hogy valami (ami sugároz) nagyon közel kerül a fekete lyukhoz és ekkor tudjuk annak gravitációs hatását megfigyelni a például egy csillag pályáján, amit a Tejútrendszer központi fekete lyukának esetében sikerült alaposan megfigyelni.

Távoli galaxisok esetében azonban általában nem tudunk olyan jó felbontást elérni, hogy az egyedi csillagok pályáját megfigyeljük. Viszont előfordulhat, hogy egy szerencsétlen csillag olyannyira megközelíti a központi a fekete lyukat, hogy a hatalmas gravitáció széttépi. Ebben az esetben rövid ideig tartó felvillanást, felfényesedést kellene látnunk többek között a röntgentartományban is. De hogyan lehetne egy ilyen ritka és előre nem jelezhető effektust megfigyelni? A megoldás, hogy melléktermékként már meglévő adathalmazt vizsgálunk át ilyen jelek után kutatva. Például az ESA XMM-Newton műholdja nemcsak mérés közben, hanem amikor egyik mérendő területről a másikra áll át is rögzíti az adatokat. Ilyen módon tulajdonképpen véletlenszerű sorrendben végez égboltfelmérést. 

Ilyen adatokban talált gyanús jelet és kezdeményezett új, már célzott röntgenméréseket egy nemzetközi kutatócsapat. A megfigyelések azt támasztották alá, hogy tényleg az árapályerők téptek szét egy csillagot a központi fekete lyuk közelében. Azonban a jel az elhalványodás után újra megjelent és egy újabb lecsengési fázist mutatott. Ezt a nem várt jelenséget kettős szupernagy tömegű fekete lyuk jelenlétével sikerült magyarázni: a fekete lyukba behulló gáz útját a másik fekete lyuk gravitációs tere egy időre megzavarta, így kikapcsolva a röntgen sugárzást.
Illusztráció a fekete lyuk kettőshöz. Egyikük akkretálja a szétszakított csillagot, míg a másik egy időre megszakítja az anyagáramlást. ESA/C Carreau
A modell szerint a két fekete lyuk nagyon szoros kettőst alkot, átlagos távolságuk (két ezred fényév) nagyjából a Naprendszer nagyságával egyezik meg. Feltételezések szerint ez a kettős két millió év múlva fog összeolvadni. Ha akkoriban lesznek (még, már?) ebben a tömegtartományban érzékeny gravitációs hullám detektoraink, biztos jó pár cikk fog ezzel az eseménnyel foglalkozni :)