A csillagászok feltételezése szerint minden vagy szinte minden galaxis közepén egy szupernehéz fekete lyuk található. De amikor a galaxisok összeolvadnak, vajon a fekete lyukaik is ugyanezt teszik? A szimulációk szerint a válasz nem mindig egyértelmű: néha az egyik elszabadul az egyesült galaxis gravitációs szorításából, és száműzöttként vándorol a világegyetemben. Most egy kutatócsoport régóta keresett bizonyítékot talált egy olyan szupernehéz fekete lyuk létezésére, amely körül nagyon kevés csillag található, és amely úgy tűnik, hogy galaxisok összeolvadása után dobódott ki egy rendszerből. „Még sosem láttunk ehhez hasonlót” – mondja Robert Stein, a Marylandi Egyetem csillagásza, a The Astrophysical Journal Letters oldalain megjelent tanulmány vezető szerzője.

A csillagászok régóta kutatják a galaxisok összeolvadásának végkifejleteit, egymás körül keringő fekete lyukakat keresve. Azok a galaxisközpontok, amelyek fényessége éves vagy évtizedes periódusokban pulzál, ilyen kettős rendszerekre utalnak, de az eredmények eddig nem voltak egyértelműek. A pulzároknak nevezett, kiégett csillagok gondos, hosszú távú nyomon követése során a téridő gravitációs hullámainak háttérzaját észlelték. A szakértők ma úgy gondolják, hogy ez a zaj a galaxisütközések után spirálisan egymás felé sodródó szupernehéz fekete lyukak együttes hatásának eredménye.

Azok a fekete lyukak, amelyek elvándorolnak a galaxisok közötti ütközésekből, nem hagynak hátra ilyen jelet. Van azonban egy jelenség, amely felfedheti a vándorló fekete lyukak jelenlétét. A fekete lyukak definíció szerint nem bocsátanak ki fényt, ezért a csillagászoknak közvetett módszerekkel kell detektálniuk őket, például a közeli csillagokra gyakorolt gravitációs hatásuk, illetve a fekete lyuk gravitációja által összegyűjtött, felmelegedő gáz és por ragyogása révén. Ha egy szupernehéz fekete lyukat teljesen megfosztottak az anyagtól, ezek a módszerek nem működnek. De ha megtart egy maroknyi körülötte keringő csillagot, és egyikük túl közel merészkedik, a fekete lyuk gravitációja széttépheti azt (ez az úgynevezett árapálykatasztrófa, avagy TDE) – egy szuperforró anyagból álló korongot hozva létre, amely elég fényesen ragyog ahhoz, hogy messziről látható legyen.

Az elmúlt években a csillagászok több mint 200 ilyen szétesési eseményt észleltek, amelyeknek szinte mindegyike galaxisok közepén található fekete lyukakhoz köthető. Egy maroknyi közülük viszont vándorló fekete lyukak jele is lehet, mivel nem köthető nagyobb galaxishoz. De ezek között is lehetnek törpegalaxisokban vagy csillaghalmazokban zajló események, amelyek nem magányos fekete lyukak körül zajlanak.

Hogy egy valódi vándort találjanak, Stein csapata kifejlesztett egy gépi tanulási algoritmust, amely a csillagok széttépésének jellegzetes fénygörbéjét keresi a korábbi megfigyelési adatokban. „Betanítottuk az algoritmust úgy, hogy kizárólag az árapálykatasztrófákból származó fényt vegye figyelembe, majd szabadjára engedtük a kozmoszban” – mondja Stein.

2025 augusztusától kezdve a módosított algoritmus több TDE-t is talált galaxisok közepén, mielőtt felfedezett volna egyet egy nagy galaxis szélén. „Egyértelműen a terület határán volt, ahol már nem is lehetett látni a galaxist” – mondja Stein. A bizonyosság kedvéért a csapat egy chilei segítségével optikai spektrumot is készített a TDE 2025abcr névre keresztelt objektumról, és a NASA Neil Gehrels Swift teleszkópjával röntgen- és ultraibolya-sugárzási adatokat is gyűjtött róla. Mindezen a megfigyelések meggyőzően igazolták arról, hogy valóban egy TDE-ről van szó, mondja Stein.

A TDE fénygörbéje arra utal, hogy a fekete lyuk tömege körülbelül egymilliószorosa a Napénak, míg a közeli galaxis központi fekete lyukának tömege valószínűleg egymilliárd naptömegnyi. A legvalószínűbb forgatókönyv szerint egy nagyjából Tejútrendszer méretű galaxis egyesült egy sokkal nagyobb galaxissal, és a kisebb galaxis fekete lyuka magára maradt.

Egy ilyen magányos fekete lyuk igazi ajándék a csillagászok számára. A TDE 2025abcr felfedezését követő hetekben a Keck-távcsövekkel és a NASA James Webb űrtávcsövével is megfigyelték a jelenséget, hogy az optikai és infravörös tartományban rögzítsék annak ragyogását. A TDE-k ezen hullámhosszokon kibocsátott fényét általában elnyomja a környező galaxis csillagfénye, de mivel a TDE 2025abcr esetében nincs ilyen zavaró tényező, ez nem jelent problémát. Érdekes módon a szakértők a vártnál valamivel több infravörös sugárzást észleltek. Ha ez a jelenség a TDE elhalványulásával is fennmarad, az a vándorló fekete lyuk körüli ritkás csillagcsoportra utalhat, amely talán az eredeti galaxis maradványa.

Most, hogy a csillagászok tudják, hogy lehetséges felkutatni az ilyen vándorló fekete lyukakat, abban reménykednek, hogy továbbiakat is találhatnak az évente észlelt több ezer TDE között. Az ilyen TDE-k várható áradata kulcsfontosságú lesz ennek a kevéssé ismert fekete lyuk-populációnak a megértéséhez, mondják a szakértők.