Portermelő ősi kvazárok

A távoli és ősi Világegyetemben lévő meglepően sok por kialakulásának eddig nem ismert módjára utal egy friss megfigyelés, amely szerint a kvazárok környezetében is keletkezhetnek apró kristályok.

A kvazárok a távoli Világegyetemben lévő, ősi és aktív galaxismagok, amelyek centrumában egy ún. szupernagytömegű fekete lyuk található. A környezetükből ide beáramló anyag egy korongot alkot, ahol a gáz befelé spirálozva végül a centrumba hullik. A folyamat keretében erősen fel is forrósodik, és kisebb része a korongra merőlegesen két anyagsugár formájában kilökődik. Az újabb vizsgálatok fényében ez az anyagsugár befolyásolja az adott galaxis fejlődését, nehéz elemeket juttatva a központtól távoli részekbe is.

A csillagközi anyag fejlődésével kapcsolatos egyik megválaszolatlan kérdés, hogy megfigyeléseink alapján az ősi Világegyetem több port tartalmaz, mint a modellek alapján várható. Nem csak a por mennyisége túl sok, hanem meglepően elterjedtnek mutatkozik az ősi galaxisok környezetében.

A porszemcsék a hagyományos elképzelés szerint két forrásból származnak. Ezek egyike a kisebb tömegű csillagok élete végén lévő vörös óriás fázis, és az ezt követő planetárisköd-képződés, pontosabban az ezek alatt lezajló anyagkibocsátás. Az ilyen csillagok azonban sokáig élnek, ezért a fiatal Világegyetemben még nem tudtak sok port termelni. A portermelő folyamatok másik csoportjába a szupernóva-robbanások tartoznak. Itt a nagytömegű csillagok semmisülnek meg rövid életük végén, ezek tehát már kezdetekben is sok port termelhettek.

Ciska Markwick-Kemper (Univeristy of Manchester) és kollégái a PG2112+059 jelű kvazárt tanulmányozták, amely az Equleus csillagképben, 8,2 milliárd fényévre található. Távoli objektum, de nála sokkal messzebb is mutatkozik a kérdéses poranyag - azonban a kvazárokra jellemző állapotok vizsgálatában sokat segít.

A Spitzer infravörös űrteleszkóppal itt sikerült olyan poranyagot megfigyelni, amely a centrumában lévő óriási fekete lyuk környezetéből áramlik ki. Az anyag összetételét és szerkezetét tekintve változatos: van benne üveges (tehát amorf) szerkezetű anyag, emellett homokszemcséket alkotó szilikátok, valamint márványt és korundkristályokat is tartalmaz.

Egy kristályos szilikátszemcse nem képes sokáig megőrizni szerkezetét a csillagközi térben, az őt érő sugárzások miatt idővel amorf szerkezetűvé alakul. Az új megfigyelésekhez legjobban az a modell illeszthető, amely szerint a kristályos szemcsék a kvazárt övező térségben keletkeztek. A kristályokat felépítő elemek csillagokból származtak, ahonnan szupernóva-robbanások keretében repülhettek ki. Később a szupernagytömegű fekete lyuk közelébe jutottak, ahol ma még pontosan nem ismert folyamatok keretében vették fel a kristályos szerkezetet, majd innen is kilökődtek.

A rögzített infravörös színkép részlete (NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC))

Egy galaxis központi fekete lyuka tehát nemcsak az anyag térbeli eloszlását befolyásolja a csillagvárosban - amelynek keretében anyagsugarával nehéz elemeket juttat a központtól távolra is -, hanem kristályos szemcséket is létrehozhat. Az ilyen szilárd szemcsék kulcsszerepet játszanak mind a csillagközi anyag kémiai fejlődésében, mind pedig a bolygók kialakulásában.