Előbb voltak a feketelyuk-szörnyetegek - megoldották a kozmikus tyúk-tojás problémát

Új megfigyelések alapján végre eldőlni látszik a galaxisok evolúciójának egyik legnagyobb kérdése: eszerint a centrumukban lévő, úgynevezett szupernagytömegű fekete lyukak alakultak ki elsőként, és csak ezt követően jött létre az ezeket körülvevő központi tartomány.

Az elmúlt évek megfigyelései során kiderült, hogy számos galaxis centrumában szupernagytömegű fekete lyuk található. Elképzelhető, hogy a kisebb tömegű csillagvárosokat leszámítva minden galaxis központja tartalmaz egy ilyen objektumot. Saját galaxisunk, a Tejútrendszer központjában is egy körülbelül 3 millió naptömegű fekete lyuk terpeszkedik.

Ami még érdekesebb, hogy egy adott galaxisban a központi fekete lyuk és a belső, sűrű tartomány (központi dudor) tömege arányban áll egymással: a fekete lyuk tömege jellegzetesen ezrede az utóbbiban lévő csillagok és gázfelhők együttes tömegének. Ez az arány a fekete lyuk tömegétől független, a néhány milliótól a több milliárd naptömegű objektumokig egyaránt érvényes.

Ennek alapján szoros fejlődési kapcsolat áll fenn a két terület között. Eddig azonban nem sikerült megállapítani, hogy a fekete lyuk alakítja ki a központi dudor tömegét, vagy a galaxis központi része "hizlalja" fel a fekete lyukat.

Chris Carilli (NRAO) és Fabian Walter (Max Planck Institute) vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport igen távoli galaxisokat, valamint a centrumukban lévő fekete lyukakat vizsgált a VLA rádióteleszkóp-rendszerrel. A célpontok közel egymilliárd évvel léteztek az Ősrobbanás után, tehát a csillagvárosok fejlődésének korai időszakát képviselik.

Kiderült, hogy a fenti arányosság a fiatal Világegyetemben még nem létezett. A központi fekete lyukak tömege akkoriban sokkal nagyobb volt a körülöttük lévő tartományhoz viszonyítva, mint napjainkban, azaz 10-13 milliárd évvel a Nagy Bumm után.

Egy távoli galaxis képe (balra) és a benne lévő gázanyagnak a rádiótartományban rögzített eloszlása (jobbra). Az objektum a Nagy Bumm után mindössze 870 millió évvel létezett (NRAO/AUI/NSF, SDSS)

Eszerint a szupernagytömegű fekete lyukak alakultak ki elsőként. Ezt követően - pontosan még nem tisztázott formában - a tömegükkel arányos mennyiségű anyagot gyűjtötték maguk köré, amely később egy adott galaxis központi régiója lett. A Világegyetem öregedésével párhuzamosan tehát fokozatosan alakulhatott ki a ma megfigyelt tömegarány.

Az eredményt az American Astronomical Society most zajló konferenciáján ismertették, ahol korábban azt is bejelentették, hogy a Tejútrendszer mérete és tömege körülbelül másfélszer nagyobb az eddig becsültnél.

Kisfilm a Tejútrendszer központi térségének megfigyeléséről (ESO)