Hatalmas fekete lyukakat takarnak el előlünk fánkalakú porfelhők, de csillagászok most átláttak rajtuk

A politikusokat tényekkel kell szembesíteni. A tudomány tényeket gyárt. Segíts minél többet publikálni belőlük!

Egy közeli spirálgalaxis megfigyelése igazolta, hogy a galaxisok egy részének középpontjában lévő aktív régiók mögött ugyan az a kozmikus jelenség áll: szupernehéz fekete lyukak, amelyek a környezetükből elnyelik az anyagot.

A Naprendszerünkhöz hasonló méretű aktív galaxismagok a galaxis egészénél sokkal fényesebbek az elektromágneses tartomány különböző részein, a rádióhullámoktól a röntgensugárzásig. A Földről megfigyelt fényük színképe azonban galaxisonként eltérhet, és ez alapján a kutatók két külön csoportba sorolják őket.

Robert Antonucci, a Kaliforniai Egyetem Santa Barbara-i kampuszának asztrofizikusa és kollégái az 1980-as években dolgozták ki azt az egyesített modellt, amely szerint ezek az eltérések csak látszólagosak, és azokat egy fánkalakú porfelhő okozza. Ez körülveszi, és egyes esetekben tőlünk nézve kitakarja az adott galaxis központjában lévő kvazárt, ami a Napnál több milliószor vagy milliárdszor nehezebb fekete lyuk, melyet egy fényt kibocsátó, izzó gázkorong vesz körül. Egy, a Nature-ben szerda délután megjelent tanulmány most ezt az elméletet erősíti meg.

Az M77 (NGC 1068) galaxis magjának művészi illusztrációja, ahol egy szupernehéz fekete lyuk, egy körülötte keringő, izzó gázokból álló korong és egy, a korongon kívüli, fánkalakú porfelhő találhatóIllusztráció: ESO/M. Kornmesser and L. Calçad

Ez Violeta Gámez Rosasnak, a holland Leideni Egyetem csillagászának és ötvenegy kutatótársának a tőlünk 47 millió fényévre található Messier 77 (M77, vagy másik nevén NGC 1068) galaxis infravörös tartományú megfigyelésével sikerült. Az európai déli obszervatórium chilei VLT teleszkóprendszerének 2018 óta üzemelő, a teleszkópok fénygyűjtő képességét egyesítő MATISSE detektorával a csillagászok soha nem látott részletességgel tárták fel az M77 központi fekete lyukát körülvevő porfelhőt.

Az európai déli obszervatórium (ESO) nagyon nagy teleszkóprendszere (VLT)Fotó: Gerhard Huedepohl

Az M77 galaxis színképe alapján egy kettes típusú aktív galaxismagot rejt, aminél az egyes típussal ellentétben a Földről nézve az egyesített elmélet szerint egy fánkalakú porfelhő kitakarja a központi fekete lyukat és annak izzó gázkorongját. Az M77-et célzó nagy felbontású, látható tartományú megfigyelések alapján két éve még úgy tűnt, hogy ez a modell jelentősebb módosításokra szorul.

Gámez Rosas és kutatótársai 2018 és 2019 között infravörös, majd később rádiótartományú mérésekkel vizsgálták a galaxis magjában található por hőmérsékletét és összetételét. Kiderült, hogy az infravörös jel forrása 410–440 Celsius-fokos, azaz szinte biztosan nem a fekete lyuk körül keringő forró gázokból, hanem viszonylag hidegebb porszemcsékből származik. Az adatokból az is egyértelművé vált a kutatóknak, hogy a por összetétele jelentősen eltér a saját galaxisunkban tapasztalttól, a szemcsék többnyire magnéziumban gazdag, valamennyi szént is tartalmazó olivin szilikátásványokból állnak.

Az infravörös megfigyeléseket a chilei ALMA és az amerikai VLBA rádióteleszkóp-rendszerekkel végzett mérésekkel kombinálták, amelyeken az objektumok a kutatók szerint feltűnően egybevágtak. Ezáltal azonosítani tudták a galaxis központi fekete lyukának helyzetét is. Ezt az infravörös felvételeken egy Földről nézve lapos, néhány fényév átmérőjű, tóruszalakú porkorong takarja el előlünk, ami a kutatók szerint megfelel az egyesített modell elvárásainak.

Az M77 galaxis a VLT látható tartományú felvételén (bal oldalt) és a galaxis központi régiója a MATISSE műszer által készített infravörös képenFotó: ESO/Jaffe, Gámez-Rosas et al.

Antonucci a Nature-ben a tanulmánnyal együtt megjelenő véleménycikkében kifejtette, hogy Gámez Rosas és kollégái egyértelműen megerősítették a fekete lyuk helyzetét az infravörös felvételeken, majd ezt későbbi rádiótartományú mérésekkel még biztosabban igazolták. A kutatók munkáját kiválónak nevezte, mert úgy véli, a fekete lyuk körül azonosított, infravörösben látszó objektum megfelel a modelljük által előre jelzett fánkalakú porfelhőnek.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: