Apró, ősi fekete lyukak megváltoztathatják a bolygónk pályáját

Egy tanulmány szerint az ősi fekete lyukak a hozzánk közeli bolygókat és holdakat is megingathatják. Ha kísérleti úton sikerül bemérni, ez lesz az első konkrét bizonyíték arra, hogy léteznek ilyen objektumok.

Egy új tanulmány szerint a világegyetem néhány legrégebbi fekete lyuka legalább évtizedenként egyszer elszáguld a kozmikus szomszédságunk mellett, és bolygókat mozgat meg a nyomában – írja a Live Science. És ha a tudósok képesek lesznek kimutatni őket, az az első bizonyítékot szolgáltatná arra, hogy ezek a fekete lyukak sötét anyagként léteznek.

Az univerzum rejtélyes szörnyei, a fekete lyukak

A fekete lyukak hatalmas gravitációval rendelkező régiók, amelyek még a fényt is csapdába ejtik. De vitathatatlanul a legfurcsábbak közöttük az ősi fekete lyukak (PBH-k). A csillagászok feltételezése szerint a PBH-k akkor keletkeztek, amikor a tér sűrű, forró régiói az ősrobbanást közvetlenül követő másodpercben összeomlottak.

Attól függően, hogy mikor születtek ebben az egy másodperces intervallumban, a PBH-k tömege a becslések szerint egy gemkapocs százezredrészétől 100 000 Nap tömegéig terjedhet. Egyes tudósok azonban úgy vélik, hogy a Junóhoz és az Erószhoz hasonló aszteroidák közötti tömegű PBH-k a legfontosabbak, mivel ezek elsősorban sötét anyagból állnak. Ezt titokzatos anyagot, amely feltehetően a galaxisok alkotóelemeit ragasztja össze, még a kutatók is alig értik. Létezését is csak gravitációs hatása mérésével sikerült bizonyítani, fizikai kontaktusba valószínűleg nem is kerülhetünk vele.

Van azonban egy probléma. Soha egyetlen csillagászati megfigyelés sem azonosított még véglegesen ilyen típusú és tömegű fekete lyukat. Ezek aszteroidaszerű tömegük ellenére „egy hidrogénmolekula és egy átlagos baktérium mérete között vannak” – írták a tanulmány szerzői, Tung Tran, Sarah Geller, Benjamin Lehmann és David Kaiser a Live Science-nek küldött közös e-mailben.

Mi történne a Földdel PBH-k között?

Ha egy ilyen PBH találkozna a Földdel, nem pusztítaná el a bolygót. Mégis, az új tanulmány, amelyet 2023. december 28-án tettek közzé az arXiv preprint adatbázisban, azt sugallja, hogy a PBH-knak finoman befolyásolniuk kellene a Naprendszer objektumait. „Ha egy PBH elrepül egy bolygó mellett, akkor az a bolygó kissé imbolyogni vagy billegni kezd az elrepülés előtti pályája körül” – írták a szerzők az e-mailben.

Ez azt jelenti, hogy a bolygók távolsága a Naptól – vagy tőlünk – idővel megváltozik. A távolság ezen periodikus ingadozásainak mérése felfedheti egy PBH átvonulását.

Ahhoz, hogy erre a következtetésre jussanak, a kutatók először kiszámították, milyen közel kellene egy PBH-nak elszáguldania egy objektum mellett a Naprendszerben ahhoz, hogy megváltozzon a mozgása. Úgy találták, hogy ez a távolság nagyon nagy lehet – akár néhány csillagászati egységnyi is. (Egy CsE a Föld és a Nap távolsága).

A JPL Horizons adatbázisából származó, a bolygók és bizonyos holdak helyzetére vonatkozó adatok felhasználásával a kutatók szimulációkat végeztek, hogy kiszámítsák, hogyan változna a bolygók vagy holdak pályája, ha egy aszteroida tömegű PBH 2 CsE-n belülre kerülne a Naphoz. Évek alatt a bolygók és holdak pályája körülbelül 1 vagy több centiméterrel, vagy akár több méterrel is meginogna.

Gyakorlati akadályok

Azonban ezeknek az imbolygásoknak a tényleges kimutatása és megerősítése, hogy ezek a PBH-k elrepülésének az eredményei, rendkívül nagy kihívást jelent. Kiderült, hogy a számos űrmissziónak köszönhetően elég pontos mérésekkel rendelkezünk arról, hogy bizonyos égitestek milyen messze vannak a Földtől – a marsjárók például segítettek a Föld-Mars távolságot 10 centiméter pontossággal kalibrálni. Más égitestek esetében azonban nem ez a helyzet. A tanulmány szerint egyes mérések hibahatárai nagyon hasonlóak azokhoz a távolságokhoz, amelyekkel a bolygókat valószínűleg eltolná egy PBH.

Tehát még ha az ilyen objektumok pályája meg is változna, a csillagászok nem tudnák megmondani, hogy ez a műszer hibája vagy egy tényleges PBH miatt történt. A kutatók szerint pontosabb szimulációkra és jobb minőségű megfigyelésekre van szükség.

Érdemes elolvasni:

• Milyen szaga/illata van a világűrnek?
• Mi az a „Zöld Szörnyeteg” a szupernóva maradványában?