A Spitzer ûrtávcsõ a hiányzó kvazárok nyomában
Írta: NAGY ZSÓFIA
A több tíz- vagy százmilliárd csillagból álló galaxisok közepén feltehetőleg van egy nagy, a mi Napunknál több milliószor vagy akár milliárdszor is nagyobb tömegű fekete lyuk (ez a szabály alól talán csak a törpegalaxisok a kivételek). Ezek némelyike inaktív, mások aktívak. A galaxisok közepén lévő fekete lyukak aktív állapotukban a közelükben elhaladó csillagokat széttépik, a széttépett anyag egy részét saját maguk hízlalására fordítják, de legnagyobb rséze a fekete lyuk mágneses terével való kölcsönhatás következtében két, egymással ellentétes irányba nagy sebességgel kirepül. Az így létrejövő anyagkiáramlásokat hívják jeteknek. Az aktív galaxismagok mindegyike egy-egy aktív nagytömegű fekete lyukkal hozható kapcsolatba. Amikor az ilyen rendszerre éppen a jet irányából nézzünk rá, akkor kvazárt látunk, ha oldalról, akkor aktív galaxismagot, ha köztes szögből, akkor pedig blazárt.
A NASA Spitzer infravörös űrtávcsöve (Spitzer Space Telescope, SST) olyan távoli kvazárok után kutatott, amelyeket egyébként más hullámhossztartományokban a jelentős mennyiségű csillagközi por- és gáz által okozott abszorpció elrejtett volna detektoraink elől.
“Az előzetes, röntgen-tartománybeli tanulmányoktól rengeteg kvazárt vártunk abban az irányban, de eddig nem találtuk őket” – nyilatkozta Alejo Martinez-Sansigre, az oxfordi egyetem munkatársa, egyike a hír alapjául szolgáló Nature-ben megjelent cikk íróinak. “Meg kellett várnunk a Spitzer eredményeit, hogy megtaláljuk a fekete lyukak e gázba burkolt populációját.” – mondta.
A bal felső inzertben lévő kis kép a GB 1508+ 5714 jelű
kvazárról a Chandra űrtávcsővel röntgenfényben készült hamisszínes
felvétel látható. A kép a kvazár legbelső részének elképzelt modellje:
középen egy fekete lyuk, körülötte egy, a fekete lyuk felé spirálozva
haladó anyagból álló akkréciós korong, és a rá merőlegesen kétfelé
kilövelödő jet. Ennek a kvazárnak a becsült távolsága 12 milliárd fényév.
A kép eredetije az
APOD-ról származik.
A kvazárok (quasi-stellar radio source – csillagszerű rádióforrás) aktív galaxismagok, ahol az aktivitás egy nagytömegű központi fekete lyuknak tudható be és a folyamatosan a lyukba zuhanó anyag tartja életben. A kvazárokat 1963 óta ismerjük, amikor a Palomar Obszervatórium egyik csillagásza, Marteen Schmidt megmérte a 3C273 jelű halvány, pontszerű rádióforrás vöröseltolódását. (z=0,158) A kvazárok egyébként többnyire a z=0,1 illetve z=7 közti tartományba esnek, a maximum értéke valahol z=2,5-nél van, és ekkor volt az Univerzum történetének legintenzívebb csillagkeletkezésével járó időszaka, a kvazár-korszak is. A központi fekete lyuk tömege a 106 – 109 naptömeg közé esik és évente kb. egy naptömegnyi anyagot nyel el. Amikor az anyag a fekete lyuk körül kialakult akkréciós koronggal ütközik, a súrlódás révén az anyag mozgási energiája hővé illetve sugárzássá alakul – ezt érzékeljük az optikai, infravörös illetve röntgen tartományokban. Szintén megfigyelhetünk még jet-eket is, amelyek az akkréciós diszkre merőleges irányban történő relativisztikus sebességű anyag-kifúvások.
Régóta kérdéses a kvazárok száma. Az egyik mód, hogy ezt az értéket megbecsüljük, ha a röntgen-hátteret tanulmányozzuk. Ezt meg is tették, de a mérések nem korreláltak a látható illetve röntgen-tartományban végzett egyéb mérésekkel, amelyek alapján a vártnál jóval kisebb számban találtak kvazárokat – egyesek szerint azért, mert a galaxis-közi térben fellelhető nagy mennyiségű por- és gáz megakadályozza észlelésüket. Némelyek olyan szögben állnak látóirányunkhoz képest, hogy az őket körülvevő por- és gáz jelent akadályt, mások – mivel többnyire fiatal, így porban gazdag galaxisok magjában vannak – a galaxisukban lévő por- és gázfelhőbe rejtőznek. Ám ez a probléma az infravörös tartományban nem létezik, így a Spitzer e kutatási területen való bevetése tényleg eredményes volt.
A kutatók eddig összesen 21 ilyen objektumot találtak.
“Ha az eddig talált 21 kvazárból extrapolálunk az összes kvazár számára, akkor megkapjuk a hiányzó mennyiséget.” – mondta Dr. Mark Lacy, a Spitzer Science Center (Caltech, Pasadena) csillagásza. “Ez azt jelenti, hogy a szuper-masszív fekete lyukak többsége - amint azt vártuk – por- és gázfelhőkbe van rejtve.”
A mellékelt ábra a Spitzer egyik hamisszínes galaxis-képét ábrázolja (sárga, középen), a többi kék illetve zöld objektum szintén galaxis, de azok nem tartalmaznak kvazárokat. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/A. Martinez-Sansigre, Oxford University )
Ezek a felfedezések hozzásegíthetik majd a tudósokat, hogy egy teljesebb képet alakítsanak ki a kvazárok keletkezéséről és az Univerzum történetéről is. A 21 galaxisból 10 biztosan óriás elliptikus galaxis középpontjában van, a többi fiatal, porban – és csillagkeletkezési területekben – gazdag galaxisokban észlelhető.
Forrás: http://www.spaceflightnow.com/news/n0508/03blackholes/