Több mint ezer fekete lyukat találtak

Földi- és űrteleszkópok összehangolt munkájával több mint ezer távoli, szuper-nagytömegű fekete lyukra akadtak, amelyek jellemzői kicsit eltérnek a vártaktól.

A Chandra röntgen- és a Spitzer infravörös űrteleszkóp, valamint több földi távcső együttes megfigyelései alapján távoli fekete lyukakat kerestek egy nemzetközi felmérés keretében. A célpontok a galaxisok centrumában lévő szuper-nagytömegű fekete lyukak voltak, ezek közül is a környezetükkel heves kölcsönhatásban állók, amelyek aktív galaxismagokban figyelhetők meg.

A felmérés során a Chandra-röntgenteleszkóppal nem hosszú expozíciós időket használtak, amivel távoli és halvány objektumok rögzíthetők. Ellenkezőleg: rövid expozíciós idővel készültek a felvételek, amelyekkel így nagy égterületet tudtak lefedni. A módszer révén csak a legfényesebb objektumok hagytak nyomot a felvételen - ami az aktív galaxismagok keresésére jó stratégiának bizonyult.

A felmérés keretében a Chandra-röntenteleszkóppal 9,3 négyzetfok, azaz a telehold látszó méreténél 40-szer nagyobb égterületet örökítettek meg. Összesen 126 felvétel készült így a Bootes (Ökörhajcsár) csillagképben, még 2003 márciusa és áprilisa folyamán.

Első körben még a Spitzer-űrteleszkóp infravörös mérései alapján választották szét az előtércsillagokat és galaxisokat a távoli, fekete lyukak fűtötte aktív galaxismagoktól. Következő lépésként összehasonlították a célpontok röntgen- és optikai jellemzőit. Több mint ezer szuper-nagytömegű fekete lyukat, pontosabban az objektumok és a környezetük közötti kölcsönhatáskor felszabaduló sugárzást sikerült így megörökíteni. A célpontok 6 és 11 milliárd fényév közötti távolságban vannak, mindegyikük egy messzi galaxis centrumában lévő sok millió, akár több százmillió naptömegű kompakt objektum.

A felmérés egyik képe, amelyet a Chandra-röntgenteleszkóp rögzített. Az itt látható objektumok többsége távoli aktív galaxismag, bennük hatalmas tömegű fekete lyukakkal. A vörös szín az alacsonyabb, a zöld a közepes, a kék pedig a nagyobb energiájú röntgensugarakat jelöli. Balra lent a Hold látszó mérete látható, amely érzékelteti a kép által lefedett égterület nagyságát (NASA/CXC/CfA/R.Hickox,/JPL)

A célpontok jellemzői azonban nem egyeztek meg teljesen a központi fekete lyukak klasszikus elmélete alapján vártakkal. A széles körben elterjedt modell szerint egy ilyen aktív galaxismag megjelenése erősen függ attól, hogy a megfigyelőhöz viszonyítva milyen térbeli helyzetben van a fekete lyuk, és a körülötte lévő, befelé áramló anyag alkotta korong. Ha a látóirányunkra merőleges a korong, akkor kevés anyag takarja előlünk a központi forró vidéket. Minél laposabb szögben látunk rá a képződményre, annál jobban elfedi előlünk a gázgyűrű a központi térséget. Közel éléről tekintve a korongra annak sűrű anyagán már alig látunk át, ekkor a forró belső vidék közvetlenül nem is figyelhető meg.

Ha elég sok ilyen objektumot vizsgálunk, mindenféle rálátási szögű helyzettel kellene, hogy találkozzunk. A fenti észlelésekkor azonban közel 700 esetben tökéletesen megfigyelhető volt a központi forró terület, 600 esetben pedig azt teljesen eltakarta a körülötte lévő poranyag. A két szélső eset közötti átmeneti helyzetű objektum meglepő módon nem mutatkozott. A jelenséget egyelőre nem sikerült megbízhatóan magyarázni.

Aktív galaxismagok, közülük a két bal oldalit a centrumukat övező korong takarja, míg a két jobb oldali központjára jól rálátunk (NASA, CXC, CfA, Hickox, JPL, Caltech, Eisenhard, Stern, NOAO, Jannuzi, Dey)

A fenti négy kép az eltérő rálátási helyzetben lévő aktív galaxismagokra mutat példát. A vörös a röntgen, a kék az infravörös, míg a fehér szín az optikai sugárzást jelöli. A két bal oldali objektumnál az anyagkorong miatt a központi rész takarásban van, ezért onnan csak a nagy áthatolóképességű röntgen és infravörös sugárzás jut el hozzánk. A két jobb oldali kép ellenben olyan helyzetet mutat, amikor szabad rálátás nyílik a forró centrumra, és azt az optikai tartományban is megfigyelhetjük.

Kereszturi Ákos