Különböző típusú fekete lyuk-kettősök
A csillagtömegű fekete lyukak, vagyis azok a fekete lyukak, amelyek maximum néhány száz naptömegűek, és amelyek kialakulása csillagok magjának összeomlásához köthető, a Tejútrendszeren belül számos formában is előfordulnak. Ezek a következőek:
- Röntgenkettősök: Az 1960-as évek óta tudjuk, hogy a csillagtömegű fekete lyukak a kis tömegű röntgenkettősök szülőobjektumai.
- Egymásba olvadó fekete lyukak: Idén tíz éve, hogy a LIGO gravitációs hullám-detektorral először sikerült rögzíteni két fekete lyuk egymásba olvadását, azóta pedig szinte rutinszerűvé vált a hasonló események detektálása
- Csillag-fekete lyuk kettősök: A Gaia-űrobszervatórium olyan fekete lyukakat is talált, amelyek csillagokkal alkotnak többes rendszert.
Bár mindhárom felsorolt égitest-típus tartalmaz fekete lyukat, nem teljesen világos az, hogy ezek összefüggenek egymással valamilyen módon. Felvetődik tehát a kérdés: vajon a kis tömegű röntgenkettősök ugyanúgy keletkeznek, mint a LIGO-val detektált feketelyuk-kettősök? Az egy csillagból és egy fekete lyukból álló kettős rendszerekben végül a csillag fekete lyukká alakul, s a két objektum egymásba olvad?
Egy új kutatás eredményei megmutatják, hogy ezek a talán látszólag kevésbé összefüggő forgatókönyvek származhatnak ugyanabból a folyamatból.
Fejlődés hármas rendszerekben
A kutatók által megalkotott forgatókönyv alapján adott egy hármas csillagrendszer, amelynek tagjai gravitációsan kötöttek egymáshoz. A rendszer tagjai közül kettő egymáshoz közel pályán kering, a harmadik pedig tőlük némileg messzebb. Amikor a két, egymáshoz közel keringő csillag magja fekete lyukká omlik össze, az újonnan kialakult, kis tömegű fekete lyukak egymásba spiráloznak olyan módon, mint ahogy azt a LIGO-val is megfigyelték. Az így kialakult, immáron nagyobb tömegű fekete lyuk az összeolvadás révén "löketet kap", vagyis új sebességre tesz szert.
Ennek a "löketnek" az iránya, illetve a rendszer geometriája befolyásolja a csillaghármas későbbi fejlődéstörténetét:
- Ha a "löket" a harmadik csillagtól távolabb sodorja az újonnan kialakult fekete lyukat, a fekete lyuk elhagyja a rendszert és távolabb sodródik korábbi életterétől.
- Ha az újonnan keletkezett fekete lyuk nem nyer nagy sebességet az összeolvadás során, közel marad, és így gravitációsan továbbra is kötődik a rendszer harmadik csillagához, s ilyen módon egy, a Gaia-űrobszervatóriummal megfigyelt csillag-fekete lyuk kettőst hoz létre.
- Végül ha az összeolvadás után keletkezett fekete lyuk közelebb lökődik a rendszer harmadik csillagához, a fekete lyuk magába olvaszthatja a csillagot, ezzel röntgensugárzást kibocsátva, vagy pedig a csillagba ütközve teljesen megsemmisíti szerencsétlen társát.
A kutatásból készült tanulmány társszerzői kiemelik, hogy nem ez az egyetlen lehetséges út a többes fekete lyuk-rendszerek kialakulására, viszont az itt felvázolt forgatókönyv abból a szempontból kifejezetten érdekes, hogy megteremti a kapcsolatot a látszólag különböző csillagtömegű feketelyuk-kettősök között.
A cikk forrása: https://aasnova.org/2025/11/19/black-holes-with-a-shared-background/
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet
