Egy nemrégiben megjelent tanulmány meggyőzően lerántja a leplet két összeolvadó fekete lyuk múltjáról.
Nagy tömegű csillagok összeomlása
A fekete lyukak egymásba olvadása fodrozódásokat hoz létre a téridőben, azaz gravitációs hullámokat produkál, amelyeket bizonyos esetekben detektálhatunk is a kifejezetten erre szakosodott Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) nevű hálózattal. Az elmúlt évtizedben több mint 200 ilyen eseményről sikerült méréseket készíteni, többek között a GW231123 nevűről is. Ez az eset azonban különlegesnek számít abból a szempontból, hogy szülő fekete lyukak igen nagy tömegűek voltak (több mint 100 naptömeg), és így összeolvadásuk a téridő szövetének finom fodrozódása helyett inkább csobbanást produkált. A szülőobjektumok nagy tömege mellett kiemelendő, hogy mindkét fekete lyuk rendkívül gyorsan forgott az egyesülés előtt.
A legkisebb tömegű fekete lyukak az életutuk végén járó, nagy tömegű csillagok magjának összeomlásakor keletkeznek. Az elméletek szerint a nagyobb tömegű fekete lyukak a kisebbek összeolvadása során jönnek létre. Éppen ezért a GW231123-at produkáló fekete lyukakról úgy gondolják a kutatók, hogy "második generációs" fekete lyukak lehettek, amelyek kisebb tömegű fekete lyukak összeolvadása során jöttek létre.
Rejtélyes egybeolvadás
A történet azonban nem ilyen egyszerű: általában a fekete lyukak nem forognak gyorsan a keletkezésükkor, mint a GW231123 esetén feltételezett szülőobjektumok. Emellett a fekete lyukak összeolvadásakor kialakuló "új generációs" fekete lyuk általában az összeolvadás pillanatában kilökődik környezetéből, sőt, előfordulhat az is, hogy elhagyja a szülőhelyeként jelenlévő csillaghalmazt. Ilyen módon az immáron "második generációs" fekete lyukak találkozása és összeolvadása már önmagában is ritka eseménynek minősül.
Párban született fekete lyukak
A kutatóknak azonban vannak ötleteik arra nézve, hogy hogyan alakulhatott ki a vizsgált fekete lyuk. Elméleteik szerint az eseménynek otthont adó csillaghalmazban volt egy kettős csillagrendszer, amelynek mindkét tagja megfelelően nagy tömegű volt ahhoz, hogy fekete lyukká omoljon össze a magja, és emellett a csillagok forgástengelye is egy irányba mutatott. Miután a két magösszeomlás megtörtént, az egymáshoz közel lévő, azonos forgásirányú fekete lyukak összeolvadtak, ezzel létrehozva egy gyorsan forgó, második generációs fekete lyukat. Ez a bizonyos második generációs fekete lyuk a környezetéből kilökődve találkozott egy másik fekete lyukkal, és azzal összeolvadva létrehozta a GW231123 jelű eseményhez tartozó gravitációs hullámokat.
Ez a forgatókönyv tökéletes magyarázatot ad a mért jellemzőkre, megmutatva ezzel azt, hogy a fekete lyukak családfája milyen bonyolult lehet. A jövőben a LIGO obszervatórium még több ehhez hasonlóan érdekes fekete lyuk felfedezésével kecsegtet.
A cikk forrása: https://aasnova.org/2025/10/31/a-black-hole-family-tree-gw231123/
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet
