Magyar kutatók szerint fekete lyukak hemzseghetnek a galaxismagban

A galaxismagban hemzsegő fekete lyukak egy korongba rendeződve keringenek a központi, szupernehéz fekete lyuk körül - derül ki az ELTE kutatóinak vizsgálatából.

Csillagászati megfigyelések szerint a legtöbb galaxis közepén szupernehéz fekete lyuk található. A gravitáció hatására csillagok milliói és naptömegű fekete lyukak ezrei gyülemlenek a sűrű, mindössze néhány fényév sugarú gömbbe. A magyar asztrofizikusok a galaxismagban keringő csillagok pályáinak kölcsönhatásait szimulálva azt találták, hogy a fekete lyukak pályái eddig nem várt módon rendeződnek.: a nehezebb égitestek egy vastag korongot alkotva keringenek a központi szupernehéz fekete lyuk körül - olvasható az egyetem honlapján.

A kutatók egy eddig nem vizsgált effektust, az úgynevezett vektor rezonáns relaxációt is számításba vették a galaxismag numerikus szimulációjában. Ez az effektus leírja az égitestek pályái között fellépő gravitációs forgatónyomatékot, ami hosszú idő alatt rezonáns módon összeadódik, és azt eredményezi, hogy évmilliók alatt a keringési pályák síkja fokozatosan elfordul. Mivel a galaxismagban több millió csillag és akár több ezer fekete lyuk is keringhet, a vektor rezonáns relaxáció hatása nagyon jelentős lehet, és alapvetően befolyásolja azt, hogy hosszú idő után milyen pályákon keringenek az égitestek. A kutatók az egyes égitestek pályáinak kölcsönhatásait a galaxismag kialakulásának pillanatától kezdték szimulálni.

Kocsis Bence, az ELTE Atomfizikai Tanszékén működő GalNUC ERC kutatócsoport vezetője szerint a galaxisok magját alkotó sűrű csillaghalmazok fejlődésük során megpróbálják maximálisan kitölteni a rendelkezésükre álló teret, akárcsak a gázok egy tartályban. Azonban a nehezebb égitestekből álló komponens nem tudja elérni ezt a rendezetlenebb, gömbszimmetrikus állapotot. Ezek a nagy tömegű objektumok a gravitáció hatására "leülepednek" és egy alacsony entrópiájú állapotot, egy korongot hoznak létre.

A kutatás szerint míg a közepes tömegű, B-típusú csillagok pályái szintén mutatnak némi anizotrópiát, azaz korongszerű rendeződést, addig a számítások szerint a kis tömegű csillagok, mint a Naphoz hasonló idős, fősorozati csillagok, valamint a neutroncsillagok és fehér törpék leginkább gömbszimmetrikusan fordulnak elő a galaxismagban. A kapott eredmények egyeznek a Tejútrendszer közepének eddigi csillagászati megfigyelésével is, amelyek szerint a kis tömegű csillagok gömbszerűen oszlanak el, míg a nagy tömegű fiatal csillagok egy hajlott korongba rendeződve keringenek a szupernehéz fekete lyuk körül.

A felfedezésnek nagy jelentősége lehet a galaxismagok dinamikájának és a galaxisfejlődésnek a megértésében, és fontos lehet a gravitációshullám-források eredetének értelmezésében is.