Gyöngyi
9 °C
9 °C

Magyarok térképezték fel a legtávolabbi kvazárt

2008.05.11. 09:12
Magyar kutatók három kontinensen elhelyezkedő rádiótávcsövek hálózatával kiderítették, hogy a jelenleg ismert legtávolabbi, rádiótartományban is észlelt kvazár képe valójában két szoros komponensből áll – írja a hirek.csillagaszat.hu.

A kvazárok olyan aktív galaxismagok, amelyeknek a sugárzása egy központi, akár több milliárd naptömegű fekete lyuk közvetlen közeléből érkezik. A kisugárzott hatalmas energia forrása a szupernagy tömegű fekete lyukba behulló anyag. Ennek egy része a forgástengely mentén két ellentétes irányban elhagyja a centrumot. Az erős mágneses térben kifelé spirálozó, elektromosan töltött részecskék a Földön is észlelhető rádiósugárzásást bocsátanak ki.

A J1427+3312 jelű kvazár sugárzása a világegyetem jelenlegi kora 7 százalékának megfelelő időszakból származik. (Akkor még a most 13,5 milliárd évesnek tekintett univerzum alig 900 millió éves volt.) Ami a J1427+3312-t még különlegesebbé teszi, az a rádiósugárzása. A rádiótartományban is fényes kvazárok közül ez a legtávolabbi, amelyet jelenleg ismerünk.

Egy magyarországi és hollandiai csillagászokból álló csoport az Európai VLBI Hálózattal (EVN) kísérelte meg feltérképezni a J1427+3312 rádiószerkezetét. A rádió-interferométeres mérések során térben egymástól távol telepített rádióteleszkópok egy időben ugyanazt az égi rádióforrást figyelik. Az egyes antennáknál rögzített adatok később visszajátszhatók, számítógéppel kombinálhatók. Az így létrehozott interferencia révén egy akkora képzeletbeli rádiótávcső állítható elő, mint amekkora a hálózatban levő egyes antennák közötti legnagyobb távolság. Ezt hívják nagyon hosszú bázisvonalú interferometriának (VLBI). Az EVN csak nevében európai, valójában még annál is nagyobb: a mérésekhez használt tíz antenna közül kettő Kínában, egy a Dél-Afrikai Köztársaságban helyezkedik el.

Az antennákkal két különböző frekvencián, 5 gigahertzen (2007. március 3.) és 1,6 gigahertzen (2007. március 11.) egyenként 7-7 órán át figyelték meg a halvány célpontot, valamint az égen közel ugyanabban az irányban látszó, de sokkal közelibb és fényesebb kvazárokat. Ez utóbbiakra a rendszer pontos kalibrációjához volt szükség. Az adatok utólagos feldolgozására, az interferencia előállítására az EVN központjában (Európai VLBI Intézet, JIVE, Dwingeloo, Hollandia) került sor.

A J1427+3312 kvazár rádióképe 5 GHz frekvencián, az Európai VLBI Hálózattal. A fényességet a kontúrok és a színek is jelzik. Az ábrán a (0,0) koordinátájú középpont a fényességi csúcsot jelöli. A vízszintes tengelyen a relatív - a csillagászok szokása szerint balra növekvő - rektaszcenzió, a függőlegesen a deklináció van feltüntetve, ezred ívmásodperc (mas) egységben. A bal alsó sarokban látható ellipszis az interferométer irányfüggő felbontását jelképezi.

A kvazár mindkét rádiófrekvencián detektálható volt. A detektálás ténye megerősítette, hogy a rádiósugárzás valóban igen kis térrészből ered, és nem valamilyen nagyobb kiterjedésű rádiósugárzó felhőből. A magasabb frekvencián a kvazár lényegesen halványabb volt, mint 1,6 gigahertzen. Ezért egyáltalán a megtalálása is nagy fegyvertény. Az 1,6 gigahertzes rádiókép igazi meglepetése az volt, hogy a fényesebb komponenstől dél-délnyugati irányban egy másik, halványabb és valamivel kiterjedtebb folt is látszik.

A kvazár kettős szerkezete és rádiószínképe alapján kísértetiesen hasonlít egy, a közelebbi univerzumban is viszonylag ritka típusra. Ezeket az aktív galaxismagokat kompakt szimmetrikus objektumoknak (angol rövidítéssel: CSO) hívják. Ezeknek az objektumoknak a mérete kicsi, megjelenésük nagyjából szimmetrikus. Legjobb tudásunk szerint a CSO-k azért kicsik, mert még fiatalok, fejlődésük elején tartanak. Komponenseik egymástól távolodnak, és egyszer, ha megérik, talán óriási rádiógalaxisok válnak belőlük. Azért is ismerünk keveset ebből a fajtából, mert egy igen rövid fejlődési szakaszt képviselnek.

Évtizedes vagy hosszabb VLBI megfigyelés-sorozatokkal néhány CSO tágulási sebességét is pontosan meg lehet határozni, komponenseik távolodásából időben visszafelé számolva megadható születésük ideje is. A számok azt mutatják, hogy ezek az aktív galaxismagok alig néhány ezer, vagy csupán néhány száz éve mutatkoznak ebben a formában, vagyis még emberi léptékkel mérve is fiataloknak mondhatók. Az egyelőre csak feltételezés, hogy a J1427+3312, a jelenleg ismert legtávolabbi kvazár is ilyen gyerekkorú CSO.

A J1427+3312 kvazár VLBI rádióképe 1,6 GHz frekvencián. A két komponens távolságának az égboltra eső vetülete mintegy 520 fényévnek felel meg.

A J1427+3312 VLBI képei készítő csoport tagjai: Frey Sándor (FÖMI Kozmikus Geodéziai Obszervatórium), Leonid Gurvits, Paragi Zsolt (JIVE, Hollandia) és Gabányi Krisztina (MTA Fizikai Geodéziai és Geodinamikai Kutatócsoport). A munka az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA, K72515) támogatásával folyt. Az EVN-hez való hozzáférést az Európai Unió a 6. Kutatás-Fejlesztési Keretprogram RadioNet projektje keretében segítette. Az eredményeket ismertető cikk rövidesen megjelenik az Astronomy and Astrophysics című folyóiratban, kézirata az arXiv szerverén már most is elérhető.