amely a "közepes tömegű fekete lyukak" (intermediate-mass black hole, IMBH) csoportját gazdagítja. Az NGC 6099 HLX-1 névre keresztelt objektum fényes röntgenforrásként ragyog egy óriás elliptikus galaxis kompakt csillaghalmazában, és a közelmúltban felfalt egy túlságosan közel merészkedő csillagot.
Nem sokkal 1990-es felbocsátása után a Hubble-űrtávcső segítségével a kutatók kimutatták, hogy a galaxisok középpontjában több millió, vagy akár milliárd naptömegnyi, úgynevezett szupernagy tömegű fekete lyukak rejtőzködnek. Szintén ismertté vált, hogy a galaxisok igen nagy számban tartalmaznak kis tömegű fekete lyukakat is, amelyek tömege 100 naptömeg alatti. Ez utóbbiak a nagy tömegű csillagok halálakor, azok magjának összeomlásával keletkeznek.
A fekete lyukaknak van azonban egy, az előzőeknél jóval nehezebben megfigyelhető típusa, amely csoport a közepes tömegű fekete lyuk elnevezést viseli. Ebbe a sokáig csak feltételezett kategóriába tartoznak azok a fekete lyukak, amelyek nagyobbak annál, hogy egy csillag magjának összeomlásával keletkezzenek, ám kisebbek a galaxisok közepén helyet kapó fekete lyukaknál, tehát tömegük körülbelül néhány 100 és 100 000 naptömeg közötti. Ezek az objektumok azért észlelhetőek nehezebben, mint szupernagy tömegű társaik, mert kevesebb csillagot, illetve por- és gázanyagot nyelnek el, és így kevesebb sugárzást bocsát ki a környezetük.
A közepes tömegű fekete lyukak detektálásához szükséges, hogy akció közben kapják el őket, vagyis akkor, amikor éppen elnyelnek egy túlságosan közel merészkedő csillagot. Ezt a folyamatot a csillagászati szaknyelv az árapály-katasztrófa (tidal disruption event, TDE) névre keresztelte. Az árapály-katasztrófák szintén nagy és hirtelen energiakibocsátással járnak, amelyet épp ezért észlelhetünk is a távcsöveinkkel.
A legújabb közepes tömegű fekete lyuk-jelöltet a tőlünk kb. 450 millió fényévre, a Herkules csillagképben található, NGC 6099 jelű galaxis közepétől 40 000 fényévre fedezték fel fényes röntgenforrásént 2009-ben a Chandra röntgenobszervatórium műszereivel.
Az újonnan felfedezett fekete-lyuk jelöltről az Astrophysical Journal című szaklapba írt tanulmány első szerzője, Yi-Chi Chang nyilatkozata alapján elmondhatjuk, hogy a galaxisok közepétől távoli, fényes röntgenforrások igen ritkák, ezért ha sikerül egy ilyet detektálni, megvan rá a valószínűség, hogy közepes tömegű fekete lyukat találtunk. Ezek az objektumok nagyon érdekesek, hiszen megteremtik a hiányzó lépcsőfokot a kis tömegű, és a szupernagy tömegű fekete lyukak között. Az NGC 6099 HLX-1 nevű röntgenforrás 3 millió foknak megfelelő hőmérsékleti sugárzást bocsát ki, amely összhangban van az árapály-katasztrófákkal. A Hubble-űrtávcsővel pedig sikerült kimutatni egy sűrű csillaghalmazt is a fekete lyuk környezetében. Mivel a halmazban a csillagok igen közel vannak egymáshoz, a későbbiekben táplálékul szolgálhatnak az említett közepes tömegű fekete lyuknak.
A fekete lyuk jelölt a mérések alapján 2009-ben is igen fényes volt, azonban 2012-ben volt a legfényesebb. Később, 2023-ig ismét elhalványult. Az időszak alatt röntgen, illetve látható tartományon készített mérések nem esnek egybe, így egyelőre nehéz pontosan leírni az objektum környezetében zajló folyamatokat. Az elméletek szerint a fényességváltozást egy közeli csillag elnyelése okozta, azonban ahhoz, hogy teljes bizonyosságot nyerjünk erről, a jövőben meg kell vizsgálnunk a fekete lyuk környezetének többszöri felfényesedését. Megjegyzendő, hogy napjainkban a vizsgált fekete lyuk inaktív, tehát éppen nem szippant magába anyagot a környezetéből.
A kutatást végző csoport tagjai azt is kihangsúlyozták, hogy a közepes tömegű fekete lyukak vizsgálata kulcsfontosságú a nagyobb tömegű fekete lyukak kialakulásának megértéséhez. A galaxisok közepén található szupernagy tömegű fekete lyukak létrejöttére két elmélet létezik. Az egyik szerint ezek a fekete lyukak kisebb tömegű fekete lyukak összeolvadásával keletkeznek. Ezt alátámasztani látszik az a megfigyelési tapasztalat, amely szerint a nagyobb tömegű galaxisok közepén nagyobb tömegű a fekete lyuk is. Egy másik elmélet szerint a korai Univerzumban bizonyos gázfelhőkben nem csillagok keletkeztek, hanem azok rögtön szupernagy tömegű fekete lyukká omlottak össze. Ez utóbbira látott példát a James Webb-űrtávcső.
Ha szerencsések vagyunk és a jövőben sok közepes tömegű fekete lyukat sikerül detektálni, bővebb információkkal gazdagodhatunk a fekete lyukak táplálkozási szokásainak kapcsán, amely alapján tovább csiszolhatjuk ezen érdekes és rejtélyes objektumok növekedéséről alkotott elméleteinket.
A cikk forrása: https://phys.org/news/2025-07-rare-intermediate-mass-black-hole.html
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet