A fekete lyukak egy teljesen új osztálya rejtőzhet az univerzumban, és ezek sokkal finomabbak lehetnek, mint amit a tudósok korábban találtak az új eredmények szerint.
A fekete lyukak hatalmas égi tárgyak, amelyek mindent felszednek, ami túl közel áll; még a fény sem tud menekülni egy fekete lyuk intenzív gravitációs megfogásából. A kicsi és nagy fekete lyukak keresése - mint például a legtöbb galaxis középpontjában álló szupermasszív lyukak - ideértve a sajátunkat is - a kutatók összegyűjtik az univerzum működését, és narratívát alkotnak a csillagok életéről és haláláról.
Ennek oka az, hogy a fekete lyukak azok a hullák, amelyek korábban hatalmas csillagok voltak, amelyek robbanásveszélyes tetten estek át, és végül összeomlanak. A robbanásveszélyes halál és az azt követő csillagok összeomlása két különféle tárgyat képezhet. Ha az eredeti csillag elég hatalmas, akkor ez a robbanás fekete lyukat eredményez, de ha nem, akkor a holttest egy kicsi, sűrű tárgyat képez, amelyet neutroncsillagnak neveznek.
A csillagászok ezeket a fekete lyukakat általában a saját galaxisunkban keressik meg olyan röntgen sugarak mérésével, amelyeket akkor bocsátanak ki, amikor a fekete lyukak a szomszédos csillagok anyagát szifonálják. Ugyanakkor a távoli galaxisokban a kutatók gravitációs hullámokat keresnek, amelyeket két fekete lyuk összeolvadása vagy neutroncsillagok ütközése okoz.
A kutatók egy csoportja azonban azon töprengett, vajon lehetnek-e viszonylag kis tömegű fekete lyukak, amelyek nem bocsátanak ki más fekete lyukak riasztójelét. Ilyen hipotetikus fekete lyukak valószínűleg léteznek egy bináris rendszerben egy másik csillaggal, bár elég messze keringnek ettől a csillagtól, hogy nem sokat esznek a csillag társuktól; mint ilyenek, a kutatók feltételezték, hogy ezek a kis fekete lyukak nem adnak ki detektálható röntgenfelvételeket, és így láthatatlanok maradnának a csillagászok számára - mondta Todd Thompson, az Ohio State University csillagászati professzora, és a új eredmények.
"Biztosak vagyunk abban, hogy ezeknek a fekete lyukaknak nagyon soknak kell lenniük a galaxisokban lévő csillagokkal rendelkező bináris rendszerekben, csak hogy nem találtuk meg őket, mert nehéz megtalálni őket" - mondta Thompson a Live Science-nek. De "mindig érdekes olyan dolgokat találni, amelyek nem láthatók".
Thompson és kollégái bizonyítékokat kerestek ezeknek a fekete lyukaknak a javasolt tárgyak csillag társaiban. A kutatók az Apache Point Observatory Galaktikus evolúciós kísérlet (APOGEE) adatait fésítették, amelyek információt tartalmaztak a fény spektrumáról - egy tárgy különböző energiahullámhosszaival - a galaxisunk több mint 100 000 csillagáról.
A felmérésből származó információk megmutatták az egyes csillagok változó spektrumait vagy a fény hullámhosszait. Ha a kutatók észrevesznek bármilyen változást ezekben a spektrumokban - például a eltolódás a sötétebb hullámhosszok felé vagy a vöröses hullámhosszok felé -, ez azt jelentheti, hogy egy adott csillag láthatatlan társa körül kering. Az elemzés elvégzése után a kutatók megvizsgálták a csillagok azon részének fényerő-változásait, amelyek fekete lyukakat keringhetnek, egy másik, az All-Sky automatizált felmérése a Supernovae (ASAS-SN) nevű felmérés adatai alapján. Keresték azokat a csillagokat, amelyek világossá váltak és tompultak, miközben vörös-kék és kék-eltolódtak is.
Így fedezték fel a kutatók egy hatalmas sötét tárgyat, amely gravitációs ölelésbe van zárva egy gyorsan forgó óriáscsillaggal, körülbelül 10 000 fényév távolságban galaxisunk távoli partján, az Auriga csillagkép közelében. A kutatók becslése szerint ennek a tárgynak a tömege körülbelül 3,3-szorosa van a napunknak, túl masszív ahhoz, hogy neutroncsillag legyen, és nem elég masszív az ismert fekete lyukhoz képest.
Thompson szerint a tudósok által ismert legtömegesebb neutroncsillag a nap tömegének 2,1-szerese, míg a legkevésbé ismert fekete lyuk napja tömegének körülbelül ötször-hatszorosa - mondta Thompson. Az újfajta tárgy alsó tömeghatára - amely ennek a tárgynak a legalacsonyabb tömege lehet - a napunk tömegének 2,6-szorosa, ami az csillagászok szerint az a felső határ, amellyel a hatalmas neutroncsillagok elméletileg eljuthatnak. Sokkal tömegebb, és a neutroncsillag fekete lyukba esne össze.
Tehát ez a sötét, titokzatos tárgy "a legtömegesebb neutroncsillag lehet, amelyet valaha látott", közvetlenül azon a határon, amely után nem létezhet - mondta Thompson. "Valójában még izgatottabb lennék, ha ez igaz lenne." De valószínűbb, hogy ez a feltételezett, ám soha nem fedezték fel viszonylag kis tömegű fekete lyukat - tette hozzá.
Dejan Stojkovic, a kozmológus és a Buffalo Művészeti és Tudományos Főiskola fizikai professzora, aki nem vett részt a kutatásban, egyetértett. "Ez valószínűleg egy fekete lyuk", mert túl hatalmas ahhoz, hogy neutroncsillag legyen, kivéve, ha ez valamiféle szokatlan csillag - mondta Stojkovic a Live Science számára. "A megállapítás nagyon ésszerűnek tűnik", de nem váratlan, mivel a csillagászok tudják, hogy alacsonyabb tömegű fekete lyukak vannak.
Thompson azt mondta, hogy várakozással tekint a jövőbeli felfedezésekkel, például információkkal a csillag pályájának dőléséről a sötét tárgy körül, amelyet az Európai Űrügynökség Gaia űrhajója összegyűjthet egy közelgő küldetés során. Ez segíthet a kutatóknak a sötét tárgy tömegének pontosabb mérésében.
Az eredményeket tegnap (október 31.) tették közzé a Science folyóiratban.
