Karl Gebhardt csillagász és Jeremy Murphy az Austini Texasi Egyetemen évek óta vadásznak a fekete lyukakra - az anyag sűrű koncentrációjára a galaxisok középpontjában. Az M87 galaxis közepén találtak egy fekete lyukot, amely 6,7 milliárdszor meghaladja Napunk tömegét.
De most összetörték saját rekordjukat. A több megfigyelésből származó új adatok összevonásával nem csak egy, hanem két szupermasszív fekete lyukat találtak, amelyek mindegyike 10 milliárd napot sújt.
"Csak növekszik" - mondta Gebhardt.
A fekete lyukak rendkívül sűrűn csomagolt anyagból készülnek. Olyan erős gravitációs mezőt állítanak elő, hogy még a fény sem tud menekülni. Mivel nem láthatók közvetlenül, a csillagászok úgy találják meg a fekete lyukakat, hogy ábrázolják a csillagok pályáját ezen óriási láthatatlan tömegek körül. Ezeknek a csillagoknak a pályája alakja és mérete meghatározhatja a fekete lyuk tömegét.
A szupernóváknak nevezett robbantó csillagok gyakran hagynak hátra fekete lyukakat, ám ezek csak annyira súlyosak, mint az egyetlen csillag. A fekete lyukak Napunk tömegének milliárdszorosára olyan nagyra nőnek. Valószínű, hogy egy közönséges fekete lyuk újabb energiát fogyasztott, óriási számú csillagot és nagy mennyiségű gázt elfogott, amelyek tartalmazzák, vagy két galaxis összeütközésének eredménye. Minél nagyobb az ütközés, annál masszívabb a fekete lyuk.
A szupermasszív fekete lyukak, melyeket Gebhardt és Murphy találtak, két galaxis központjában helyezkednek el, több mint 300 millió fényévnyire a Földtől. Az egyik 9,7 milliárd napelemes tömegű az NGC 3842 elliptikus galaxisban található, amely a Leo csillagkép irányában, a 320 millió fényév távolságban lévő galaxisok leo-csoportjának legfényesebb galaxisában található. A másik olyan nagy vagy nagyobb, és az NGC 4889 elliptikus galaxisban helyezkedik el, amely a Kóma klaszterének legfényesebb galaktikája a Földtől kb. 336 millió fényévnyire a Földtől a Coma Berenices csillagkép irányában.
Ezeknek a fekete lyukaknak van egy eseményhorizontja - a visszatérés helye, ahol semmi, sem a fény nem tud menekülni a gravitációból - 200-szor nagyobb, mint a Föld pályája (vagy ötszörösére a Plútó pályája). Ez egy elgondolkodtató 29,929,600,000 kilométer vagy 18 597 391 235 mérföld. Az eseményhorizonton túl mindegyiknek gravitációs hatása van, amely több, mint 4000 fényév minden irányban.
Összehasonlításképpen, a Tejút-galaxisunk közepén lévő fekete lyuknak csak egy horizontja van a horizont eseményhorizontjával - körülbelül 11 600 000 kilométer vagy 7 207 905 mérföld. Ezek a szupermasszív fekete lyukak 2500-szor tömegebbek, mint a miénk.
Gebhardt és Murphy több forrásból származó adatok kombinálásával találta meg a szupermasszív fekete lyukakat. A Gemini és Keck távcsövek megfigyelései feltárták ezeknek a galaxisoknak a legkisebb, legbelső részeit, míg a George és Cynthia Mitchell spektrográfból származó adatok a 2,7 méteres Harlan J. Smith teleszkóp segítségével feltárták legnagyobb, legkülső régióikat.
Kihívás volt mindent összerakni a fekete lyukak tömegének kiszámításához. "Szükségünk volt számítógépes szimulációkra, amelyek képesek voltak engedni az ilyen hatalmas méretváltozásokat" - mondta Gebhardt. "Ezt csak szuperszámítógépen lehet megtenni."
De a kifizetés nem ér véget e hatalmas galaktikus központ megtalálásával. A felfedezésnek sokkal fontosabb következményei vannak. „Valami alapvető tudnivalót mond nekünk arról, hogy a galaxisok miként alakulnak ki” - mondta Gebhardt.
Ezek a fekete lyukak lehetnek a korábban fényes galaxisok sötét maradványai, az úgynevezett kvazárok. A korai világegyetem tele volt kvazárokkal, néhányan úgy gondolták, hogy legalább 10 milliárd napelemes tömegű fekete lyukak táplálják őket. A csillagászok azon tűnődtek, vajon hol tűntek el ezek a szupermasszív galaktikus központok.
Gebhardt és Murphy talán megtaláltak egy kulcsfontosságú darabot a rejtély megoldásában. Két szupermasszív fekete lyukuk megvilágíthatja azt, hogy a fekete lyukak és galaxisuk miként működtek együtt a korai világegyetem óta. Lehet, hogy hiányzik a kapcsolat az ősi kvazárok és a modern szupermasszív fekete lyukak között.
Forrás: a McDonald Observatory sajtóközleménye.
