Egy új típusú kozmikus villanás olyasvalamit fedhet fel, amit még soha nem láttunk, egy fekete lyuk születését.

Amikor egy nagy tömegű csillag üzemanyaga elfogy, összeomlik saját gravitációja alatt, egy olyan sűrű objektumot hozva létre, amiből még a fény sem képes kiszökni, ezt nevezzük fekete lyuknak. A Caltech egyik asztrofizikusának új elemzése szerint a fekete lyukak kialakulása előtt a haldokló csillag egy jól kivehető fénykitörést produkál, ami lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy szemtanúi legyenek egy új fekete lyuk születésének.

Bár több fekete lyukká alakuló csillag gammasugár kitöréssel robban fel, ami a világegyetem egyik legnagyobb energia-felszabadulással járó jelensége, ezek igen ritka események, melyekhez egzotikus körülményekre van szükség. "Nem hisszük, hogy a legtöbb átlagos fekete lyuk így keletkezik" - magyarázta az Astorphysical Journal Letters-ben megjelent tanulmány szerzője, Tony Piro.

Egy elmélet szerint a legtöbb esetben a haldokló csillag robbanás vagy villanás nélkül hozza létre a fekete lyukat, látszólag eltűnve az égboltról, ezt nevezik "un-nóvának". "Nem látható kitörés, csupán az eltűnése észlelhető, azonban talán mégsem annyira unalmasak, mint eddig gondoltuk" - tette hozzá Piro.

Egy jól megalapozott elmélet szerint, amikor a nagy tömegű csillagok életük végéhez érkeznek, magjuk saját súlyuk alatt összeomlik. Az összeomláskor a magot alkotó protonok és elektronok összeolvadnak és neutronokat hoznak létre. Néhány másodpercig - mielőtt végleg egy fekete lyukba omlanának össze - a mag egy elképesztően sűrű, mindössze 10 kilométer sugarú gömbbé válik, amibe megközelítőleg egy Nap-tömeg van bezsúfolódva, ezt nevezik neutron csillagnak. Az összeomlás folyamatában neutrínók is keletkeznek, melyek szinte bármilyen anyagon képesek közel fénysebességgel áthatolni. A neutrínók kiáramlásával a magból rengeteg energia, nagyjából egy Nap-tömeg tizede távozik.

Egy kevésbé ismert tanulmány szerint, amit 1980-ban írt Dimitrij Nagyezsin, az oroszországi Alikhanov Elméleti és Kísérleti Fizikai Intézet munkatársa, ez a gyors tömegvesztés azt jelenti, hogy a haldokló csillag magjának gravitációs ereje hirtelen csökkenni kezd. Amikor ez bekövetkezik, a külső gázhalmazállapotú - főként hidrogénből álló rétegek, melyek még mindig körül veszik a magot, kifelé mozdulnak, létrehozva egy lökés hullámot, ami másodpercenként 1000 kilométeres sebességgel átverekszi magát a külső rétegeken.

Számítógépes szimulációk alkalmazásával a Santa Cruz-i Kalifornia Egyetem csillagászai, Elizabeth Lovegrove és Stan Woosley megállapították, hogy amikor a lökéshullám nekicsapódik a gázrétegek külső felszínének, felhevíthetve azt ragyogást idéz elő, ami megközelítőleg egy éven át fennmarad, egy új fekete lyuk születését jelezve. Bár ez a ragyogás egymilliószor fényesebb a Napnál, a többi csillaghoz képest viszonylag halvány marad, amit "még a hozzánk közel eső galaxisokban is nehéz lenne észlelni" - mondta Piro, aki elvileg egy ennél is ígéretesebb jelet talált.

Új tanulmányában részletesen leírja, mi történhet abban a pillanatban, amikor a lökéshullám eléri a csillag felszínét és számításai szerint ez a becsapódás önmagában létrehoz egy a Lovegrove-Woosley páros által megjósoltnál 10-100-szor fényesebb villanást. "Ez a villanás nagyon fényes lesz, minden másnál jobb esélyt adva az esemény kialakulásának észlelésére. Ezt kell keresnünk" - magyarázta.

A Piro által leírt villanás így is halovány lesz a szupernóva robbanások fényéhez képest, de már elég világos ahhoz, hogy a közeli galaxisok esetében észlelhetővé váljon. A 3-10 napon át fennmaradó villanás optikai hullámhosszokon is elég erős lehet, a legnagyobb fényessége azonban az ultraibolya hullámhosszokon észlelhető. Piro becslése szerint a csillagászok átlagosan évente találkozhatnának a jelenséggel. A szupernóvák fényvillanásait figyelő égbolt letapogatások teljes mértékben alkalmasak lennének ezeknek az egyedi eseményeknek a felfedezésére is, véli Piro, aki szerint csupán némi finomra hangolásra lenne szükség a fekete lyuk születések jövőbeni észleléséhez. Meglátjuk, vajon az elméletet igazolja-e a gyakorlat, a Caltech ugyanis rendelkezik egy ilyen felméréssel a PTF (Palomar Transient Factory) képében, ami ideális lenne a feladatra.