A legközelebbi fekete lyukak talán a sarkon túl rejtőznek, 150 fényévnyire, a Hyadok csillaghalmazban.
A legközelebbi fekete lyukak csillagászati értelemben a sarkon túl rejtőzhetnek. Új kutatások szerint két vagy három csillagtömegű fekete lyuk rejtőzik a híres nyílt csillaghalmazban, a Hyadokban, mindössze 150 fényévnyire, a Bika csillagképben.
Két évvel ezelőtt a csillagászok csábító bizonyítékokat mutattak be egy fekete lyukról egy 1500 fényévre lévő kettős rendszerben, a Monoceros, az Egyszarvú csillagképben. A Stefano Torniamenti (Padovai Egyetem, Olaszország) által vezetett csapat új eredménye ezt a rekordot tízszeresen megdöntené.
Simon Portegies Zwart (Leideni Obszervatórium, Hollandia), aki a csillaghalmazok dinamikáját tanulmányozza, és nem vett részt az új tanulmányban, azt mondja, hogy az állítás „nem igazán meglepő. Minden nyílt csillaghalmaz, amely idősebb, mint körülbelül 5 millió év, és több mint 1000 csillagot tartalmaz, várhatóan néhány fekete lyuknak ad otthont”. Ez azért van így, mert egy újonnan született csillaghalmazban a legnagyobb tömegű csillagok várhatóan néhány millió év múlva szupernóvává válnak, és maradványként vagy egy neutroncsillagot, vagy egy fekete lyukat hagynak maguk után.
A csapat tagja, Mark Gieles (Barcelonai Egyetem) szerint az a meglepő, hogy egy vagy több fekete lyuk hosszú távú jelenléte erős hatást gyakorol a gazdatest szerkezetére és dinamikájára, amint azt a csapat részletes számítógépes szimulációi kimutatták. „Nagy különbség mutatkozott a kis számú fekete lyukkal rendelkező és a fekete lyukak nélküli halmazok között” – mondja.
Egy halmaz élettartama során (a Hyadok körülbelül 650 millió éves) a csillagok közötti gravitációs kölcsönhatások azt jelentik, hogy a nagyobb tömegű objektumok, például a fekete lyukak lassan a középpont felé süllyednek. A kisebb tömegű csillagok több mozgási energiát nyernek, és szélesebb pályára kerülnek, ami gyakorlatilag csökkenti a halmaz tömörségét. Ezt a tömörséget a féltömeg sugarával fejezik ki: az a sugár, amely a teljes halmaz tömegének felét tartalmazza.
Az Európai Űrügynökség Gaia missziójának legújabb asztrometriai adatai alapján Torniamenti és kollégái arra a következtetésre jutottak, hogy a Hyades megfigyelt féltömeg-sugara körülbelül 40%-kal nagyobb, mint amire akkor számítanánk, ha a halmazban soha nem voltak fekete lyukak. Ehelyett a számítógépes szimulációk, amelyekben két vagy három fekete lyuk több százmillió éven át tartózkodik a halmazban, jobban illeszkednek a megfigyelésekhez, ahogy azt a csapat a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című folyóiratban megjelent tanulmányában leírja.
„Ez fontos eredmény” – mondja Pavel Kroupa (Bonni Egyetem, Németország), aki nem vett részt a tanulmányban – „mert ez azt jelenti, hogy amikor egy fekete lyuk kialakul, nagyon kis térmozgással végződhet”. Sőt, ha egy újonnan született fekete lyuk elég nagy „rúgást” kapna, akkor könnyedén teljesen kikerülhetne a halmazból. „Ez információt szolgáltat a masszív csillag halála során ható fizikai folyamatokról” – mondja Kroupa.
Kroupa megjegyzi, hogy a csapat elemzése feltételezi a gravitációról alkotott hagyományos elképzeléseink érvényességét. Egy alternatív gravitációs elmélet, az úgynevezett módosított newtoni dinamika (Modified Newtonian Dynamics, MOND) szerint ugyanezek az adatok összhangban lennének azzal, hogy nincsenek fekete lyukak – mondja. „A fekete lyukak jelenlétének független megerősítése a Hyadok-halmazban így nemcsak a csillaghalál fizikáját fogja tesztelni, hanem arról is tájékoztat minket, hogy a newtoni gravitációs törvény valószínűleg érvényes”.
A csapat tagja, Zephyr Penoyre (Leideni Obszervatórium, Hollandia) szerint azonban nagyon nehéz meggyőző bizonyítékot találni arra, hogy a fekete lyukak valóban ott vannak. A vándorló fekete lyukak és a halmazban lévő kettőscsillagok háromtestű kölcsönhatása valószínűleg azt eredményezi, hogy az egyik csillag kilökődik a rendszerből, a másik pedig a fekete lyuk körül kering. De eddig Penoyre egy masszív kísérővel rendelkező kettős rendszerek után kutatva üres eredményt talált, valószínűleg azért, mert a várható keringési periódusok túl hosszúak. „Talán még találékonyabbnak kell lennünk, hogy olyan módszereket találjunk ki, amelyekkel biztosan bebizonyíthatjuk a fekete lyukak létezését” – mondják.
Egyébként a kettős kölcsönhatások végül mégiscsak kilökhették a fekete lyukakat a halmazból. Ha ez az elmúlt körülbelül 150 millió évben történt volna – ami egy csillagászati szempillantás -, az nem látszódna a Hyades jelenlegi dinamikájában és sűrűségprofiljában, mondja Gieles. A fekete lyukak mostanra mintegy 200 fényévnyi utat tehettek meg. „Elvileg elérhették volna a mi Naprendszerünket is” – teszi hozzá – „bár ennek persze rendkívül kicsi az esélye”.
