Amikor egy nagy tömegű csillag üzemanyaga elfogy, összeomlik saját gravitációja alatt, egy olyan sűrű objektumot hozva létre, amiből még a fény sem képes kiszökni, ezt nevezzük fekete lyuknak. A Caltech egyik asztrofizikusának új elemzése szerint a fekete lyukak kialakulása előtt a haldokló csillag egy jól kivehető fénykitörést produkál, ami lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy szemtanúi legyenek egy új fekete lyuk születésének.
Bár több fekete lyukká alakuló csillag gammasugár kitöréssel robban fel, ami a világegyetem egyik legnagyobb energia-felszabadulással járó jelensége, ezek igen ritka események, melyekhez egzotikus körülményekre van szükség. "Nem hisszük, hogy a legtöbb átlagos fekete lyuk így keletkezik" - magyarázta az Astorphysical Journal Letters-ben megjelent tanulmány szerzője, Tony Piro.Egy elmélet szerint a legtöbb esetben a haldokló csillag robbanás vagy villanás nélkül hozza létre a fekete lyukat, látszólag eltűnve az égboltról, ezt nevezik "un-nóvának". "Nem látható kitörés, csupán az eltűnése észlelhető, azonban talán mégsem annyira unalmasak, mint eddig gondoltuk" - tette hozzá Piro.
Egy jól megalapozott elmélet szerint, amikor a nagy tömegű csillagok életük végéhez érkeznek, magjuk saját súlyuk alatt összeomlik. Az összeomláskor a magot alkotó protonok és elektronok összeolvadnak és neutronokat hoznak létre. Néhány másodpercig - mielőtt végleg egy fekete lyukba omlanának össze - a mag egy elképesztően sűrű, mindössze 10 kilométer sugarú gömbbé válik, amibe megközelítőleg egy Nap-tömeg van bezsúfolódva, ezt nevezik neutron csillagnak. Az összeomlás folyamatában neutrínók is keletkeznek, melyek szinte bármilyen anyagon képesek közel fénysebességgel áthatolni. A neutrínók kiáramlásával a magból rengeteg energia, nagyjából egy Nap-tömeg tizede távozik.
Egy kevésbé ismert tanulmány szerint, amit 1980-ban írt Dimitrij Nagyezsin, az oroszországi Alikhanov Elméleti és Kísérleti Fizikai Intézet munkatársa, ez a gyors tömegvesztés azt jelenti, hogy a haldokló csillag magjának gravitációs ereje hirtelen csökkenni kezd. Amikor ez bekövetkezik, a külső gázhalmazállapotú - főként hidrogénből álló rétegek, melyek még mindig körül veszik a magot, kifelé mozdulnak, létrehozva egy lökés hullámot, ami másodpercenként 1000 kilométeres sebességgel átverekszi magát a külső rétegeken.
Számítógépes szimulációk alkalmazásával a Santa Cruz-i Kalifornia Egyetem csillagászai, Elizabeth Lovegrove és Stan Woosley megállapították, hogy amikor a lökéshullám nekicsapódik a gázrétegek külső felszínének, felhevíthetve azt ragyogást idéz elő, ami megközelítőleg egy éven át fennmarad, egy új fekete lyuk születését jelezve. Bár ez a ragyogás egymilliószor fényesebb a Napnál, a többi csillaghoz képest viszonylag halvány marad, amit "még a hozzánk közel eső galaxisokban is nehéz lenne észlelni" - mondta Piro, aki elvileg egy ennél is ígéretesebb jelet talált.Új tanulmányában részletesen leírja, mi történhet abban a pillanatban, amikor a lökéshullám eléri a csillag felszínét és számításai szerint ez a becsapódás önmagában létrehoz egy a Lovegrove-Woosley páros által megjósoltnál 10-100-szor fényesebb villanást. "Ez a villanás nagyon fényes lesz, minden másnál jobb esélyt adva az esemény kialakulásának észlelésére. Ezt kell keresnünk" - magyarázta.
A Piro által leírt villanás így is halovány lesz a szupernóva robbanások fényéhez képest, de már elég világos ahhoz, hogy a közeli galaxisok esetében észlelhetővé váljon. A 3-10 napon át fennmaradó villanás optikai hullámhosszokon is elég erős lehet, a legnagyobb fényessége azonban az ultraibolya hullámhosszokon észlelhető. Piro becslése szerint a csillagászok átlagosan évente találkozhatnának a jelenséggel. A szupernóvák fényvillanásait figyelő égbolt letapogatások teljes mértékben alkalmasak lennének ezeknek az egyedi eseményeknek a felfedezésére is, véli Piro, aki szerint csupán némi finomra hangolásra lenne szükség a fekete lyuk születések jövőbeni észleléséhez. Meglátjuk, vajon az elméletet igazolja-e a gyakorlat, a Caltech ugyanis rendelkezik egy ilyen felméréssel a PTF (Palomar Transient Factory) képében, ami ideális lenne a feladatra.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése