2019.04.10.

Első alkalommal pillanthatunk rá egy fekete lyukra

Nagy nemzetközi összefogással születhetett meg az az eredmény, amelyre a szakemberek évek óta, az érdeklődők pedig néhány hete vártak türelmetlenül.
A fekete lyukakról eddig csak közvetett képeink voltak, amelyek a jelenlétüket bizonyították, de nem ők maguk látszottak rajtuk. Ezek a hatalmas tömeg miatti gravitáció lencsehatását jelentik, vagyis azt, hogy a fénysugár, amelynek a fekete lyuk irányában kell elhaladnia (de nincs fizikai kapcsolata az objektummal!), a gravitáció miatt eltér az eredeti, egyenes útjától, elnyúlhat vagy megtöbbszöröződhet.
A fekete lyukak külleméről számítások alapján készült modellek születtek már a 70-es évektől, így elképzeléseink vannak arról, hogy vajon miként is kell kinéznie. Az első ilyen Jean-Pierre Luminet francia asztrofizikus készítette, mai szemmel nézve egészen primitív számítógépen végzett adatfeldolgozással. Az ő ábráján alapult azután számos továbbfejlesztett változat, például az Interstellar (Csillagok között) c. film fekete lyuk ábrázolása is.

A fekete lyukak története 1783-ig megy vissza, amikor egy angol természettudós, John Mitchell a Newton-féle gravitációs törvények alapján felvetette, hogy létezhet olyan hatalmas tömeg, amelyből semmi, így a fény sem tud megszökni, tőle függetlenül Laplace ugyanerre jutott 1796-ban. A történet a 20. században folytatódott, mégpedig Einstein és Karl Schwarzschild német csillagász jóvoltából, aki Einstein általános relativitáselméletére alapozott számításaival a tér elgörbülését eredményező tömegről számolt be. Hozzá kötődik az eseményhorizont elnevezés, a róla elnevezett Schwarzschild-sugár határozza meg azt, hogy egy adott tömegű test esetében mekkora lenne az a sugár, amelyből már nem tudna megszökni a fény. Ez gyakorlatilag bármilyen tömegre kiszámítható, így pl. a Föld akkor lehetne fekete lyuk a jelenlegi tömegével, ha mindössze 9mm sugarú gömb volna, a Nap esetében ez a méret 3km.

Az eseményhorizont a fekete lyuk „felszíne”, ez az, ami feketévé teszi, s amelyről a mai hírek szólnak, és az Eseményhorizont Teleszkóp (angol nevén Event Horizon Telescope – EHT) rádiótávcső-rendszere az, amelynek köszönhetjük a felfedezést. A rendszer 8 különböző teleszkóp összehangolt hálózatának segítségével egyazon időben készült mérései eredményezték a kapott képet. Ez így egyszerűen hangzik, azonban a világ különböző, igen távoli pontjain létesült rádióteleszkópokat több évtizednyi építő, majd több évnyi szervező- és tervezőmunka után tudták a kívánt célpontra irányítani.
A célpont a Szűz csillagképben látható, M87 jelű, kb. 55 millió fényévre lévő galaxis, ez méretében ötödével, tömegében tízszer nagyobb a saját Tejútrendszerünknél, és szintén szupermasszív fekete lyuk van a középpontjában. A fekete lyuk tömege a Napunk tömegének 6,5 milliárdszorosa, átmérője kb. 2,5-szer kisebb, mint a láthatóvá vált árnyéké, kb. 40 milliárd kilométer.

No de miként is lehet egyáltalán meglátni valamit, amiből nem jut ki a fény? A fekete lyuk körüli akkréciós korongban keringő anyag rendkívül magas hőmérsékletűre forrósodik fel, plazmává válik, s a teljes elektromágneses spektrumban erősen sugároz, ez árulja el a fekete lyuk hollétét. Ez az anyag (gázok és por) rendkívüli sebességgel is kering, ennek mértéke megközelíti a fénysebességét. Az innen származó fotonokat a fekete lyuk közelsége kitéríti, s emiatt a ragyogásukat gyűrűszerűen észlelhetjük, körberajzolják az eseményhorizontot, amely árnyékként látszik a ragyogás közepén. Amint azt Luminet 1979-es modellképe is mutatta, a fekete lyuk egyik oldala fényesebb, mivel a közel fénysebességgel keringő, s a nézőpontunkból hozzánk közeledő anyagból érkező sugárzás itt „feltorlódik”, a másik oldala, amelyikben tőlünk távolodó anyag van, a sugárzás szétnyúlása miatt halványabbnak látszik.
A kapott képet a számítógépes modellekkel is összehasonlították, és az egyezést követően vált biztossá, hogy valóban a fekete lyuk árnyékát örökítették meg. A kép egyelőre még túl sok részletet nem árul el, de azt tudjuk például, hogy a keringés iránya megegyezik az óramutató járásával.
A felfedezéssel kapcsolatos tudományos publikációk, szám szerint hat különböző tanulmány, az Astrophysical Journal Letters folyóiratban ma jelenik meg, s néhány nap múlva bárki számára elérhető lesz, bármilyen tudományos intézmény megismételheti az észleléseket.

Event Horizon Telescope

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

5/5 (2)

Értékelés

About the Author: