Sötétben tapogatóznak
A fekete lyukak az univerzum legizgalmasabb égitestjei közé tartoznak. Nemritkán válnak a tudományos-fantasztikus filmek főszereplőivé. A tudósok olyan tulajdonságaikat írták már le, melyek megragadják az emberek fantáziáját: a teret végtelenül meggörbítik, úgy viselkednek, mintha tömegük végtelenül nagy lenne, újabb kis „világegyetemek” születhetnek belőlük, felszínükről még a fény sem távozhat. Ezek a kifejezések persze mind igazak a fekete lyukakra, ám e különleges objektumok legfontosabb tulajdonságait messze nem írják le, sőt, talán kissé túl misztikussá is teszik a róluk alkotott képet – nem véletlen, hogy ennyire népszerűvé váltak.
A fekete lyukak részletes leírása a hatvanas évekre nyúlik vissza. Az égitest fő tulajdonságait már korábban kiszámították, de csak kevesen hittek benne, hogy a „láthatatlan csillagok” valóban léteznének. Végül megszületett az az elmélet, amely megmagyarázza kialakulásukat, majd szépen sorban fedezték fel képviselőiket. A fekete lyukak a nagy, a Nap tömegénél legalább 7-8-szoros tömeggel rendelkező csillagokból alakulnak ki. Ezek belsejében egy idő után a fúzió során már nem hidrogénből keletkezik a hélium, mint az a Nap esetében jellemző, hanem a korábban már előállított szilíciumból jön létre a vas. Mikor ennek a folyamatnak vége, az égitest élete befejeződik, s hatalmas robbanással darabokra szakad (ez a szupernóva-robbanás). A csillag helyén pedig a körülbelül 10 km átmérőjű ún. neutroncsillagot vagy az annál is apróbb fekete lyukat találjuk.
Ezzel a képpel nem is volt sok probléma, legfeljebb egyre részletesebben írták le tulajdonságait. Ám a század végén mintha minden a feje tetejére állt volna. A csillagászok felfedezték, hogy a galaxisok központjában ún. szupernehéz fekete lyukak találhatók. Ezek valóban nehezek, a számítások szerint – a legnagyobb galaxisok esetében – a Nap tömegének akár többmilliárdszorosa is lehet. A Tejútrendszerben például egy körülbelül 4 millió naptömegű fekete lyuk rejtőzik.
A szupernehéz vagy galaxis közepi fekete lyukak azok, amikről szinte semmit sem tudunk, legalábbis a csillagokból kialakuló fekete lyukakhoz képest. Úgy tűnik, tulajdonságaik sokban hasonlók a már korábban leírt, kisebb tömegű társaikéhoz, létrejöttükre azonban máig nem ismerjük a választ. Csak annyi tűnik biztosnak, hogy csillagokból nem alakulhattak ki: ilyen nagy tömegű csillag ugyanis nem létezhet.
A kutatók szinte minden lehetőséget megragadnak arra, hogy rájöjjenek a galaxis közepi fekete lyukak kialakulásának mikéntjére. Vizsgálják a hozzájuk közel keringő csillagok mozgását, a térségüket elhagyó anyagáramlatokat, s utóbbiak sugárzását a színkép különböző tartományaiban.
A szem számára láthatatlan, igen nagy energiájú ún. gamma-sugárzás detektálására küldték Föld körüli pályára a Swift és a Fermi amerikai űrteleszkópokat. Rodrigo Nemmen (NASA Goddard Űrközpont) és munkatársai ezek méréseit felhasználva a fekete lyukak közeléből származó anyag sugárzását vizsgálták; nemcsak a galaxisok közepén található szupernehéz, hanem a nagy tömegű csillagokból kialakuló kisebb objektumok esetében is.
Az űrtávcsövek megfigyeléseit felhasználva szerettek volna bármilyen különbségre bukkanni a kétféle fekete lyuk környezetéből származó sugárzásban. Ha találnának ilyen eltérést, az talán közelebb vinne ahhoz, hogy kialakulásukra is választ kaphassunk.
Nemmen csoportja az adatok elemzését követően arra a következtetésre jutott azonban, hogy a csillagokból kialakuló és a galaxisok közepén található fekete lyukak közeléből származó sugárzás között nincs számottevő különbség. Továbbra sem tudjuk tehát, hogyan alakulnak ki a milliárdnyi naptömegű égitestek. S a csillagászok lassan kezdenek kifogyni eszköztárukból.
Lehetséges, hogy sosem tudjuk meg a választ? Olyan ez, mintha látnánk egy fotót egy emberről, és egy másikat az ugyanazon emberről készített élethű viaszbáburól. Vajon hogyan döntenénk el, melyik készült valóban az emberről és melyik a báburól? A csillagszerű és a szupermasszív fekete lyukak ugyanolyannak tűnnek szinte minden vizsgálat szerint. De vajon mi a különbség közöttük? Csak a tömegük? A kutatások még nem értek véget.
