Eszter, Eliza
16 °C
29 °C

Felhőképeket vizsgáltak galaxisokban

2014.03.04. 09:16

Egy nemzetközi kutatócsoport átfogó vizsgálata során röntgen-űrtávcsöves mérések segítségével sikerült feltérképezni a gázfelhők eloszlását néhány aktív galaxismag környezetében. A különböző meteorológiai weboldalak segítségével gyorsan és egyszerűen tájékozódhatunk az égbolt aktuális felhőképéről; a műholdas felvételeknek és a számos helyre telepített időjárás-kamerák képei segítségével szinte percről percre nyomon követhetjük a felhőzet jellemzőit és mozgását. Némiképp hasonló vállalkozásba fogott egy háromfős (egy német, egy amerikai és egy chilei csillagászból álló) csoport, akik a NASA Rossi röntgen-űrtávcsövével (Rossi X-ray Timing Explorer, RXTE) gyűjtött adatok elemzése révén próbálták meg feltérképezni a gázfelhők eloszlását aktív szupernehéz fekete lyukakat tartalmazó galaxismagok környezetében.

Közelkép egy aktív galaxismag centrumáról és körülötte mozgó, egyedi gázfelhőkről a friss eredmények alapján készült számítógépes szimulációból.
Közelkép egy aktív galaxismag centrumáról és körülötte mozgó, egyedi gázfelhőkről a friss eredmények alapján készült számítógépes szimulációból.
Fotó: NASA / Wolfgang Steffen, UNAM via Csillagaszat.hu

Az aktív galaxismagok (Active Galactic Nuclei, AGN) középpontjában lévő, akár több milliárd naptömeget is elérő feketelyuk-szörnyetegek körül folyamatosan nagy mennyiségű gáz áramlik. A fekete lyuk közvetlen környezetében egy fánk (matematikailag korrektebb néven tórusz) alakú akkréciós korong alakul ki, az ide bekerülő anyag idővel a fekete lyuk martalékává válik. Az akkréciós korongban összesűrűsödő gáz nagyon magas hőmérsékletű lesz, ezért intenzív röntgensugárzást bocsát ki. Míg a szupernehéz fekete lyukak kialakulásának körülményei szinte egyáltalán nem ismertek, addig a környezetükben lévő gáz- és porfelhőkkel kapcsolatban is sok még a nyitott kérdés; különösen abból a szempontból, hogy hogyan jut el az anyag a galaxis távolabbi részeiről a központ körüli korongba, és ott milyen eloszlást mutat.

Alex Markowitz (UC San Diego / Karl Remeis Observatory, Bamberg) és munkatársai olyan aktív galaxismagokat vizsgáltak a Rossi-űrtávcsővel, amelyek közel az élükről látszanak (ezeket a szakirodalomban Seyfert-galaxisoknak is nevezik). Ezen galaxisok többségénél a gázfelhők szinte teljesen elnyelik a centrumból érkező, látóirányunkba eső röntgensugárzást. Ha azonban a gázkorong nem teljesen homogén szerkezetű, akkor egy érzékeny műszerrel kimutathatóak a mögülük érkező röntgensugárzás apró változásai, amikből a gázfelhők eloszlására, méretére és mozgására lehet következtetni. Az 1996 és 2012 között működő Rossi-űrtávcső nagyon kis időfelbontású mérésekre képes detektora révén akár mikromásodperces skálán zajló változásokat is rögzíteni tudott, ugyanakkor a 16 éves adatsor segítségével akár éves skálán bekövetkező intenzitásváltozások is nyomon követhetőek a segítségével.

Markowitz és kollégái a több éves munka eredményeképpen összesen 12 mérhető eseményt (azaz gázfelhők mozgása révén bekövetkező röntgenfény-változást) azonosítottak, 8 aktív galaxisban. Ezzel sikerült megtriplázniuk a korábban észlelt, hasonló események számát. Eredményeik szerint a megfigyelt, mozgó felhők mérete meglehetősen nagy szórást mutat, átlagos átmérőjük mintegy 6,5 milliárd km (ami több mint 40-szerese a Nap-Föld távolságnak). A vizsgálat különösen abból a szempontból jelentős, hogy először sikerült statisztikai jellegű felmérés során nagyobb számban azonosítani egyedi gázfelhőket aktív galaxismagok környezetében; ez pedig egyértelműen megdönti azt a régi elképzelést, miszerint a fekete lyuk körül mozgó anyag egy homogén korongba tömörül.

A legérdekesebb jelenségre a tőlünk mintegy 143 millió fényévre lévő, NGC 3783 jelű spirálgalaxis esetében bukkantak a szakemberek. A galaxismagból érkező röntgensugárzás 2008-ban egy 11 napos periódus során kétszer is jelentős minimumot mutatott, és a két esemény között is alacsonyabb intenzitású volt, mint ezen periódus előtt és után. Markowitzék szerint ezt egy elnyúlt, szálas szerkezetű felhő átvonulása okozhatta; talán egy olyan gázfelhő mozgását sikerült detektálni, amit már éppen széttép a központi fekete lyuk erős gravitációs hatása.