Nemzetközi kutatócsoport először tudta közvetlenül meghatározni egy fekete lyukból kiáramló jetek pillanatnyi energiáját, miután egy bolygóméretű rádiótávcső-hálózat segítségével részletes felvételeket készítettek a Cygnus X-1 rendszeréről, amely az elsőként azonosított fekete lyukat is magában foglalja.

A Nature Astronomy folyóiratban megjelent tanulmány szerint a kutatók megállapították, hogy a fekete lyukból kiáramló anyagsugarak energiateljesítménye körülbelül tízezer Nap kibocsátásának felel meg, miközben sebességük eléri a fénysebesség mintegy felét, vagyis másodpercenként hozzávetőleg 150 ezer kilométert tesznek meg.

Emellett a mérések megerősítik azokat az elméleti modelleket, amelyek szerint a fekete lyukak kulcsszerepet játszanak a galaxisok szerkezetének és fejlődésének alakításában.

Egy rendkívül nagy felbontású műszert hoztak létre

A ScienceDaily szerint a vizsgálat során a Curtin Egyetem vezette kutatócsoport világszerte elhelyezkedő rádióteleszkópokat kapcsolt össze, így egyetlen, rendkívül nagy felbontású műszert hoztak létre, amellyel nyomon követték, miként torzítják és térítik el a közeli szuperóriás csillag erőteljes csillagszelei a fekete lyuk jetjeit, miközben az objektumok egymás körül keringenek. A jelenség hasonló ahhoz, amikor egy erős széllökés meghajlítja a szökőkút vízsugarát, ugyanakkor ebben az esetben kozmikus léptékű energiák hatnak egymásra.

A csillagszél erősségének kiszámításával és a jetek eltérülésének pontos mérésével a kutatók először tudták meghatározni a jetek pillanatnyi teljesítményét, nem csupán több ezer vagy millió éves átlagértékekre támaszkodva, ahogyan azt korábban tették. Ez a megközelítés lehetővé tette, hogy közvetlenül összevessék a jetek energiáját azzal a röntgensugárzással, amely akkor keletkezik, amikor az anyag a fekete lyukba zuhan.

A kutatás vezető szerzője, Dr. Steve Prabu, aki a vizsgálat idején a Curtin Rádiócsillagászati ​​Intézet munkatársa volt, jelenleg pedig az Oxfordi Egyetemen dolgozik, elmondta, hogy a képsorozatok alapján úgynevezett „táncoló jeteket” figyeltek meg, mivel az anyagsugarak iránya folyamatosan változott a szuperóriás csillag erős szelei miatt.

Mint fogalmazott, „kulcsfontosságú eredmény, hogy a fekete lyukba hulló anyag által felszabaduló energia mintegy 10 százalékát a jetek szállítják el”, ami eddig elsősorban nagyléptékű kozmológiai szimulációk feltételezése volt, és megfigyelésekkel nehezen volt igazolható.

Galaxisok millióiban észlelhetnek hasonló jeteket

A tanulmány társszerzője, James Miller-Jones professzor hangsúlyozta, hogy mivel a fekete lyukak környezetében zajló fizikai folyamatok hasonlóak a különböző tömegű objektumok esetében, az új mérés „rögzítési pontot ad a jetek működésének megértéséhez, függetlenül attól, hogy a fekete lyuk tömege a Nap tömegének tízszerese vagy tízmilliószorosa”.

Hozzátette, a Nyugat-Ausztráliában és Dél-Afrikában épülő Square Kilometre Array Observatory révén a jövőben galaxisok millióiban észlelhetnek hasonló jeteket, amik teljesítményének kalibrálásához az új eredmények alapvető támpontot nyújtanak.