Így alakítják a fekete lyukak a galaxisaikat
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!További Űrkutatás cikkek
A csillagászok sok éves megfigyelései alapján érdekes összefüggés mutatkozik a galaxisok központi fekete lyukainak tömege és a galaxis központi, nagyjából gömb alakú térrészében, az úgynevezett központi dudorban található csillagok sebességeloszlása között. A Francesco Tombesi (NASA, Goddard Space Center) által vezetett nemzetközi kutatócsoport nemrég azonosított egy új típusú, a fekete lyuk által irányított kifújást, amely kellően intenzív és kellően általános jelenségnek tűnik ahhoz, hogy megmagyarázza ezt a kapcsolatot.
A legtöbb nagy méretű galaxis közepén található egy, a Nap tömegénél több milliószor nagyobb tömegű fekete lyuk. Azok a galaxisok, melyek fekete lyuka ennél is nagyobb tömegű, a dudorban gyorsan mozgó csillagokat is tartalmaznak. Ez egyfajta visszacsatolási folyamatra utal a galaxis fekete lyuka és a csillagkeletkezési folyamatok között. Egyelőre még nincs megfelelő magyarázat arra, hogy a fekete lyuk aktivitása hogyan képes befolyásolni a központi dudort, amely nagyjából milliószor nagyobb területű annál, mint ahol a fekete lyuk gravitációs hatása még kellően erős lehet.
A fekete lyukakat körülvelő forró gázkorong, illetve az ebben a térrészben található nagy energiájú részecskék is erős röntgenforrások, ám ezek összintenzitása sem egyeztethető össze a megfigyelt galaktikus jellemzőkkel. A korong belső széléhez közel keringő anyagtörmeléket a fekete lyuk gyakran eltéríti egy kifelé irányuló részecskenyalábba.
Fotó: XMM Newton /
Bár ezek a nyalábok akár a fénysebesség felére is felgyorsíthatják az anyagot, a számítógépes szimulációk azt mutatják, hogy ezek a nyalábok a terjedés során végig keskenyek maradnak, és az energiájuk nagy részét is elvesztik jóval a galaxis csillagkeletkezési régiójának elérése előtt. A csillagászok azt gyanították, hogy valamit nem vettek észre; ám az utóbbi években egy új fajta, a fekete lyuk által irányított kifújásra utaló bizonyítékok láttak napvilágot. Néhány aktív galaxis közepén a fluoreszcencens vas röntgenhullámhosszain végzett megfigyelések azt mutatták, hogy a sugárzás elnyelődik. Ez azt jelenti, hogy egy hideg gázfelhőnek kell lenni a röntgenforrás és köztünk. Mi több, ezek az elnyelési színképvonalak a rövidebb hullámhosszak felé eltolódva látszanak, azaz kékeltolódást szenvednek - tehát a felhők közelednek felénk.
Két, korábban megjelent tanulmányban Tombesi és kollégái megmutatták, hogy ezeknek a felhőknek a jelenléte megkövetel egy jól megkülönböztethető típusú kifújást. Azóta a kutatók 42 közeli, 1,3 milliárd fényéven belüli galaxist vettek célba az XMM-Newton űrtávcsővel, hogy pontosítsák ezeknek az úgynevezett ultragyors kifújásoknak (UFO=ultra-fast outflow) a tulajdonságait. A kifújások a kiválasztott galaxisok 40%-ban fordultak elő, azt a feltevést erősítve, hogy ezek általános jelenségek a fekete lyukak dominálta galaxisokban. A mérések azt mutatták, hogy a felhő és a központi fekete lyuk távolsága általában kisebb, mint 0,1 fényév, és a kifújások átlagos sebessége nagyjából a fénysebesség 14 százaléka (körülbelül 150 millió kilométer per óra). A kutatók becslései szerint a kifújások fentartásához közel évi 1 naptömegnyi anyag szükséges, ami összemérhető ezeknek a fekete lyukaknak a tömegbefogási rátájával. Habár az UFO-k lassabbak, mint a részecskenyalábok, sokkal nagyobb sebességgel rendelkeznek, mint más típusú galaktikus kifújások, vagyis jóval intenzívebbek. Ezért Tombesi szerint nagy esélyük van arra, hogy döntő szerepet játsszanak a fekete lyukak és a galaxisok közötti visszacsatolási jelenségekben.
A tömeg eltávolításával (ami egyébként a fekete lyukba zuhanna) az ultragyors kifújások lefékezik a fekete lyukak növekedését. Ugyanakkor az UFO-k kisöprik az új csillagok nyersanyagát képező gázt a csillagkeletkezési régióból, és ezzel lelassítják, vagy teljesen leállítják a csillagkeletkezést a galaxis központi dudorában. Egy ilyen forgatókönyv magyarázattal szolgálhat a megfigyelt kapcsolatra az aktív galaxismagok és a dudor csillagai között.
Az UFO-k szerepének megértésében jelentős fejlődést hozhat a tervek szerint 2014-ben startoló japán Astro-H röntgen-űrtávcső. De a kutatók addig is igyekeznek meghatározni a folyamat részleteit, amely előidézi ezeket az ultragyors kifújásokat. Ez pedig egy fontos lépés lehet ahhoz, hogy megértsük, hogyan is alakulnak ki és fejlődnek az aktív galaxisok.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
