A gigantikus fekete lyukak még nagyobbak lettek

Ultramasszív fekete lyuk egy elliptikus galaxis közepén.

A fényes folt e nagy elliptikus galaxis közepén az univerzum egyik legnagyobb fekete lyuka, amelyet a tudósok nemrég még nagyobbnak találtak, mint korábban gondolták. Ez a galaxis a PKS 0745-19 galaxishalmaz közepén található, amely körülbelül 1,3 milliárd fényévre található a Földtől. (Kép jóváírása: röntgen: NASA/CXC/Stanford/Hlavacek-Larrondo, J. et al; Optikai: NASA/STScI; Rádió: NSF/NRAO/VLA)



A világegyetem legnagyobb fekete lyukainak egy része akár nagyobb is lehet, mint azt korábban gondolták - állítják a kutatók.

„Az ultramasszív fekete lyukak - vagyis a 10 milliárd naptömeget meghaladó fekete lyukak - valószínűleg nem ritkák; több, sőt tucatnyi ilyen hatalmas fekete lyuk létezhet ”-mondta a tanulmány vezető szerzője, Julie Hlavacek-Larrondo, a Stanford Egyetem asztrofizikusa a SPACE.com-nak.





Gyakorlatilag minden nagy galaxis középpontjában egy szupermasszív fekete lyuk található, amely a Nap tömegének millióit -milliárdszorosát nyomja. A csillagászok felismerhetik ezeknek a fekete lyukaknak a létezését és hozzávetőleges méretét az alapján, hogy hogyan zavarják a körülöttük lévő teret és anyagot.

Most a NASA adatait felhasználva Chandra röntgen obszervatórium A 18 galaxishalmazból álló mintában a legfényesebb galaxisokat elemző kutatók azt találják, hogy ezekben a galaxisokban a fekete lyukak közül legalább 10 valójában a Nap tömegének 10–40 milliárdszorosa. [ Furcsa fekete lyukak az univerzumban ]



Rendkívül nagy

'A fekete lyuk tömegére vonatkozó előrejelzéseink egy része csak alsó határ, tehát magasabb is lehet'-mondta Hlavacek-Larrondo. - Gondolom, milyen nagyok lehetnek? Fogadni mernék, hogy a tárgyaink között legalább egy 100 milliárd naptömegű fekete lyuk létezik, ami valóban rendkívül nagy.



A tudósok becsülték a fekete lyukak tömegei ebben a mintában a röntgensugarak és rádióhullámok mennyiségének elemzésével, amit a környező gáz, por és csillagok zabálása során generálnak. A kutatók a Chandra röntgenadatain kívül az új-mexikói Very Large Array és az Australia Telescope Compact Array rádióadatait, valamint a 2 mikronos All-Sky Survey infravörös adatait is felhasználták.

Miután megkapták ezeket az adatokat, a tudósok a fekete lyukak méretét úgy határozták meg, hogy ismert összefüggéseket használtak az általuk kibocsátott sugárzás mennyisége és a fekete lyuk tömegei között. Ez az összefüggés, amelyet a fekete lyuk aktivitásának alapvető síkjának neveznek, a 10 naptól 1 milliárd naptömegig terjedő fekete lyukakra vonatkozó adatokra vonatkozik.

Furcsa módon ezek a fekete lyukak körülbelül tízszer nagyobbak, mint azt a galaxisuk méretétől elvárnánk.

„Ezek az eredmények azt jelenthetik, hogy nem igazán értjük, hogyan léteznek együtt a legnagyobb fekete lyukak a befogadó galaxisaikkal” - mondta a tanulmány szerzője, Andrew Fabian, az angliai Cambridge Egyetem munkatársa. 'Úgy tűnik, hogy ezeknek a hatalmas fekete lyukaknak a viselkedésüknek lényegesen meg kell térniük a kevésbé masszív unokatestvéreikétől.'

Galaxishalmazok

A válasz erre a rejtélyre talán azzal függ össze, hogy hol fedezték fel ezeket a fekete lyukakat. Mindezek a potenciálisan ultramasszív fekete lyukak hatalmas galaxishalmazok középpontjában találhatók, amelyek hatalmas mennyiségű forró gázt tartalmaznak. A kutatók szerint a fekete lyukak valószínűleg olyan energiakitöréseket generálnak, amelyek megakadályozzák, hogy ez a forró gáz lehűljön és hatalmas számú csillagot képezzen.

Ezeknek a kitöréseknek az áramellátásához a fekete lyukaknak nagy mennyiségű forró gázt kell lenyelniük. Mivel a legnagyobb fekete lyukak képesek lenyelni a legtöbb gázt és a legnagyobb kitöréseket, a csillagászok már előre jelezték, hogy ezekben a galaxishalmazokban valószínűleg ultramasszív fekete lyukak léteznek, hogy megmagyarázzák a bennük lévő csillagok számát. Ezek az ultramasszív fekete lyukak és a galaxisok által tapasztalt szélsőséges környezet megmagyarázhatja, hogy a galaxisok és a fekete lyukak közötti standard kapcsolat miért nem alkalmazható itt.

Ezen eredmények megerősítéséhez a kutatóknak részletes becsléseket kell készíteniük a fekete lyukakról, modellezve a csillagok és a gáz mozgását e szörnyek közelében. Például amikor az M87 galaxis közepén lévő fekete lyukról - a Szűzhalmaz központi galaxisáról, a Földhöz legközelebb eső galaxishalmazról - a csillagmozgások azt sugallják, hogy az M87 fekete lyuk 6,6 milliárd naptömeg, ami lényegesen magasabb, mint egy becslés 800 millió naptömeg infravörös adatokból számítva.

„Következő lépésünk, hogy az M87 -hez hasonló módon megmérjük ezeknek a szörnyeteg fekete lyukaknak a tömegét, és megerősítjük létezésüket. Nem lennék meglepve, ha végül megtalálnánk az univerzum legnagyobb fekete lyukait ”-mondta Hlavacek-Larrondo. 'Ha eredményeink megerősítést nyernek, fontos következményeik lesznek a fekete lyukak kialakulásának és fejlődésének megértéséhez a kozmikus időben.' [Az univerzum története és szerkezete (infografika)]

Hogyan nőnek a fekete lyukak

A fekete lyuk evolúciójának jelenlegi modelljei megmagyarázhatják az ultramasszív hatást fekete lyukak , de ehhez tényleg nyomni kell a modelleket-mondta Hlavacek-Larrondo. 'Ha igazunk van, és ezek a tárgyak sokkal gyakoribbak és masszívabbak, mint azt korábban gondolták, akkor talán át kell gondolnunk, hogyan nőhetnek ilyen tömeggé.'

'Az eredményünket erősíti, hogy már tudjuk, hogy a nagytömegű fekete lyukak nagyon korán léteznek az ősrobbanás után, és ezekből ultramasszív fekete lyukakat lehet építeni'-mondta Hlavacek-Larrondo. 'Ezek a szupermasszív fekete lyukak úgy tűnik, hogy léteztek, amikor a világegyetem még nagyon fiatal volt, a tényleges korának mindössze 5 százaléka. Felmerül tehát a kérdés, hogyan lehet ilyen gyorsan építeni szupermasszív fekete lyukakat az ősrobbanás után? Néhány modell megmagyarázza ezt, de minden elméleti marad. A jó hír az, hogy a közelgő James Webb űrtávcső képes lesz választ adni, mivel képes lesz megfigyelni az első szupermasszív fekete lyukak kialakulását.

A Hubble űrteleszkóp utódjaként készült távcső 2018 -ban várható.

Hlavacek-Larrondo, Fabian és kollégáik, Alastair Edge és Mike Hogan az Einstein Fellows Szimpóziumon, október 23-án, Cambridge-ben, a misén részletezték eredményeiket.

fekete lyuk részecskék szabadulnak fel

Kövesse a SPACE.com webhelyet a Twitteren @Spacedotcom . Mi is rajta vagyunk Facebook & Google+ .