A tudósok úgy vélik, hogy a világegyetem gyakorlatilag minden galaxisának középpontjában egy szupermasszív fekete lyuk rejtőzik, amelynek tömege millió vagy milliárdszorosa a Nap tömegének, és amelynek hatalmas gravitációs ereje felelős az összes csillag összetartásáért. Úgy tűnik azonban, hogy az Abell 2261 galaxishalmaz szíve, amely körülbelül 2.7 milliárd fényévnyire található a Földtől, megtörni látszik az elméletet. Az asztrofizika szabályai azt mutatják, hogy 3,000–100,000 XNUMX millió naptömegű hatalmas szörnynek kell lennie, amely összehasonlítható a legismertebbek tömegével. Bármennyire is kutatók szakadatlanul keresgélnek, nem lehet megtalálni. A NASA Chandra röntgen obszervatóriumának és a Hubble űrtávcsőnek a legújabb megfigyelései csak a rejtélybe merülnek.
Az 1999-ben és 2004-ben kapott Chandra-adatok felhasználásával a csillagászok Abell központjában már 2,261 szupermasszív fekete lyuk jele után kutattak. Olyan anyagokra vadásztak, amelyek túlmelegedtek, amikor beleesett a fekete lyukba, és röntgensugarakat produkáltak, de nem találtak ilyen forrást.
Fúzió után kizárták
A Chandra 2018-ban kapott új és hosszabb megfigyeléseivel egy csapat, Kayhan Gultekin, a Michigani Egyetem vezetésével mélyebben kutatta a galaxis közepén található fekete lyukat. Alternatív magyarázatot is fontolóra vettek, amelyben a fekete lyukat két, mindegyiknek saját lyukkal rendelkező galaxis egyesülése után dobták ki a megfigyelt galaxis kialakítására.
Amikor a fekete lyukak összeolvadnak, a tér időben hullámokat hoznak létre, amelyeket gravitációs hullámoknak neveznek. Ha egy ilyen esemény által generált gravitációs hullámok nagy száma egy irányban erősebb lenne, mint a másik, az elmélet azt jósolja, hogy az új, még nagyobb tömegű fekete lyukat teljes sebességgel küldték volna el a galaxis közepétől az ellenkező irányba. Ezt hívják visszahúzódó fekete lyuknak.
A csillagászok nem találtak végleges bizonyítékot a fekete lyuk visszahúzódására, és nem tudni, hogy a szupermasszívumok elég közel kerülnek-e egymáshoz, hogy gravitációs hullámokat hozzanak létre és összeolvadjanak. Eddig csak sokkal kisebb tárgyak olvadását ellenőrizték. Nagyobb visszahúzódás megtalálása arra ösztönözné a tudósokat, hogy keressenek gravitációs hullámokat a szupermasszív fekete lyukak összeolvadásából.
Közvetett jelek
A tudósok úgy vélik, hogy ez két közvetett jel alapján történhetett Abell 2261 központjában. Először is, a Hubble és a Subaru távcső optikai megfigyeléséből származó adatok feltárnak egy galaktikus magot, azt a középső régiót, ahol a galaxis csillagainak száma maximálisan meghaladja a vártnál nagyobb méretet. A második jel az, hogy a csillagok legsűrűbb koncentrációja a galaxisban több mint 2,000 fényévnyire van a központtól, meglepően távol.
Az egyesülés során az egyes galaxisok szupermasszív fekete lyukja az újonnan egyesült galaxis közepe felé süllyed. Ha a gravitáció összetartja őket, és pályájuk csökkenni kezd, akkor a fekete lyukak várhatóan kölcsönhatásba lépnek a környező csillagokkal, és kiűzik őket a galaxis közepéről. Ez megmagyarázná az Abell 2261 nagy magját.
A csillagok középpontján kívüli koncentrációját szintén olyan erőszakos esemény okozhatta, mint két szupermasszív fekete lyuk összeolvadása és az azt követő egyetlen, nagyobb fekete lyuk visszahúzódása.
Nincs nyom a csillagokban
Noha vannak arra utaló jelek, hogy fekete lyukakkal egyesültek, sem a Chandra, sem a Hubble adatai nem mutattak bizonyítékot magára a fekete lyukra. A kutatók korábban a Hubble segítségével olyan csillagok csoportját keresték, amelyeket egy távolodó fekete lyuk elsöpörhetett volna. Három fürtöt vizsgáltak a galaxis közepe közelében, és megvizsgálták, hogy a csillagok mozgása ezekben a halmazokban elég magas-e ahhoz, hogy azt sugallják, hogy 10 milliárd naptömegű fekete lyukat tartalmaznak. Nem találtak egyértelmű bizonyítékot a fekete lyukra a csoportok közül kettőben, a másikban pedig a csillagok túl halványak voltak ahhoz, hogy hasznos következtetéseket levonjanak.
Korábban Abell 2261 megfigyelését is tanulmányozták az NSF Karl G. Jansky Very Large Array-jével. A galaxis közepe közelében észlelt rádióemisszió azt sugallta, hogy 50 millió évvel ezelőtt ott történt egy szupermasszív fekete lyuk aktivitása, de ez nem jelzi, hogy a galaxis közepén jelenleg ilyen fekete lyuk lenne.
Ezután Chandrába indultak, hogy olyan anyagokat keressenek, amelyek túlmelegedtek és röntgenfelvételt produkáltak, amint a fekete lyukba esett. Míg az adatokból kiderült, hogy a legsűrűbb forró gáz nem a galaxis közepén volt, sem a klaszter közepén, sem a csillaghalmazok egyikén sem volt látható. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy vagy ezeken a helyeken nincs fekete lyuk, vagy hogy túl lassan vonzza az anyagot ahhoz, hogy detektálható röntgenjelet hozzon létre.
Folytatódik ennek a gigantikus fekete lyuknak a rejtélye. Bár a keresés sikertelen volt, a csillagászok remélik, hogy a James Webb űrtávcső felfedheti jelenlétét. Ha Webb nem találja meg, akkor a legjobb magyarázat az, hogy a fekete lyuk elég messze mozgott a galaxis közepétől.
