Neutrínókat hozhatnak létre a fekete lyukak felvillanásai

Neutrínókat hozhatnak létre a fekete lyukak felvillanásai

2026 március 24
| Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
A semleges, tömeggel szinte egyáltalán nem bíró elemi részecskék, a neutrínók a Világegyetem természetes részecskegyorsítóiban jönnek létre.

1. ábra: Illusztráció egy árapály-katasztrófáról, amelyben egy csillagot szétszaggat egy óriás fekete lyuk. Forrás: Caltech/R. Hurt (IPAC)
1. ábra: Illusztráció egy árapály-katasztrófáról, amelyben egy csillagot szétszaggat egy óriás fekete lyuk. Forrás: Caltech/R. Hurt (IPAC)

A semleges, tömeggel szinte egyáltalán nem bíró elemi részecskék, a neutrínók a Világegyetem természetes részecskegyorsítóiban jönnek létre. Az IceCube Neutrínó Obszervatórium mélyen az antarktiszi jégbe telepített érzékelői képesek befogni a távoli forrásokból érkező neutrínókat. Annak meghatározása azonban, hogy pontosan honnan jönnek ezek a neutrínók, nem egyszerű feladat.

Korábban a kutatók meggyőző kapcsolatot tártak fel a neutrínók és a távoli aktív galaxismagok között, amelyeket a szupernagy tömegű fekete lyukak köré gyűlő gáz táplál. A fekete lyukak aktív galaxismag-fázisa általában hosszú ideig tart, az aktivitás több százezer évig vagy tovább is fennmarad, így ezek a magok tartós neutrínóforrások.

2. ábra: Az IceCube laboratórium az antarktiszi Amundsen–Scott déli-sarki kutatóállomáson. Forrás: Felipe Pedreros, IceCube/NSF
2. ábra: Az IceCube laboratórium az antarktiszi Amundsen–Scott déli-sarki kutatóállomáson. Forrás: Felipe Pedreros, IceCube/NSF

A kutatók nemrég arra utaló jeleket találtak, hogy rövid akkréciós események – például árapály-katasztrófa események – során is keletkezhetnek az észlelt neutrínók. Egy ilyen esemény során egy csillagot a fekete lyuk árapály-ereje szétszakít, majd az anyag akkréció révén a fekete lyukba hullik. A kutatók szerint kapcsolat lehet a neutrínók és az olyan árapály-katasztrófa események között, amelyek por jelenlétére utaló közepes infravörös visszhanggal rendelkeznek.

Megan Wang (MIT) és munkatársai ki akarták deríteni, hogy valóban van-e kapcsolat a neutrínók és a rövid akkréciós események között, ezért kiválasztottak 99 fekete lyuk-felvillanást, amelyeket a NEOWISE figyelt meg. A célpontokat erős közepes infravörös sugárzásuk, a galaxismagban való elhelyezkedésük, valamint a gyors felfényesedés és a lassú halványodás alapján választották ki. Ezután további kiválasztási kritériumokat alkalmaztak, hogy kizárják az egyéb fényes tranziens jelenségeket, például szupernóvákat, és csak az árapály-katasztrófa eseményeket, valamint az aktív galaxismag akkréciós felfényléseit tartották meg.

3. ábra: A neutrínók (sárga rombuszok) és a fekete lyuk-felfénylések (kék pontok) térképe. Forrás: Wang et al. 2026
3. ábra: A neutrínók (sárga rombuszok) és a fekete lyuk-felfénylések (kék pontok) térképe. Forrás: Wang et al. 2026

A neutrínók vizsgálatához a kutatók az IceCube legfrissebb, asztrofizikai forrásokból származó neutrínóeseményeket tartalmazó katalógusát használták. Összesen 68 olyan eseményt választottak ki, amelyeknél az asztrofizikai eredet valószínűsége meghaladta az 50%-ot, és az iránymeghatározás bizonytalansága 50 foknál kisebb volt.

Ahhoz, hogy egy felvillanást és egy neutrínót térben és időben egybeesőnek tekinthessünk, a neutrínónak a flert követő egy éven belül kell megérkeznie hozzánk, miközben a fler irányának a neutrínó 90%-os bizonyossági határán belül kell lennie. A kutatók végül egy olyan neutrínót sem találtak, amely mindkét feltételnek megfelelt volna, és csak egyetlen olyat, amely térben igen, de időben nem esett egybe egy fekete lyuk felfénylésével.  

Ez az eredmény ellentmondani látszik a korábbi vizsgálatoknak, amelyek több, árapály-katasztrófa eseménnyel egybeeső neutrínót találtak. Wang és munkatársai megjegyzik, hogy bár jelen tanulmány nem mutat ki kapcsolatot a neutrínók és a feketelyuk-felvillanások között, elképzelhető, hogy a kutatócsoport éppen egy másik akkréciós eseménysorozatot figyel meg.

4. ábra: A vizsgált felfénylések infravörös fluxusai (bíbor), a látható tartományban azonosított felfénylések (szürke), valamint a neutrínóészlelésekkel egybeesőnek vélt árapály-katasztrófa események (zöld és arany szaggatott vonalak). Forrás: Wang et al. 2026
4. ábra: A vizsgált felfénylések infravörös fluxusai (bíbor), a látható tartományban azonosított felfénylések (szürke), valamint a neutrínóészlelésekkel egybeesőnek vélt árapály-katasztrófa események (zöld és arany szaggatott vonalak). Forrás: Wang et al. 2026

Például, míg a korábbi, neutrínókkal kapcsolatba hozott flereket az erős közepes infravörös sugárzás megléte alapján választották ki, azok abban különböznek a jelenlegi mintától, hogy látható hullámhosszon észlelték őket. A jelen tanulmányban vizsgált felvillanásokat közepes infravörös tartományban észlelték, és látható tartományban alig van vagy egyáltalán nincs sugárzásuk, ami rávilágíthat a korábbi mintákhoz képest fennálló különbségekre.

A jövőbeni vizsgálatok, amelyek a Vera C. Rubin Obszervatórium, a Roman-űrtávcső és a NEO Surveyor adataira fognak épülni, tovább boncolgathatják ezt a kérdést, és kapcsolatokat kereshetnek a fekete lyukak flerjeivel.

 

Forrás: https://aasnova.org/2026/02/25/do-black-hole-flares-generate-neutrinos/

Az eredményeket ismertető szakcikk: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae3

Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet