Túszokat ejtett egy fekete lyuk

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) felvételén a csillagászok hat galaxist számláltak össze egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében. A rendkívül távoli felvételen a világegyetem kevesebb mint egymilliárd éves korában látható. Ennyire szoros csoportosulást ezelőtt még nem figyeltek meg a csillagászok az ősrobbanás utáni ilyen korai időszakból. A fantáziarajz a központi fekete lyukat és a gázhálója által csapdába ejtett galaxisokat ábrázolja. A fekete lyuk és a körülötte örvénylő anyagbefogási korong együtt alkotja az SDSS J103027.09+052455.0 katalógusjelű kvazárt, ami fényesen ragyog a körülötte lévő anyagfelhők koszorújában

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) felvételén a csillagászok hat galaxist számláltak össze egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében - írja az Európai Déli Obszervatórium (ESO) közleménye. A rendkívül távoli felvételen a világegyetem kevesebb mint egymilliárd éves korában látható. Ennyire szoros csoportosulást ezelőtt még nem figyeltek meg a csillagászok az ősrobbanás utáni ilyen korai időszakból. Ez a megfigyelés segíthet megérteni a szupernagy tömegű fekete lyukak keletkezését és gyors növekedésüket – ilyen objektum található a mi Tejútrendszerünk középpontjában is. A felvétel alátámasztja azt az elképzelést, miszerint a fekete lyukak gyorsan növekedhetnek hatalmas hálószerű gázképződmények középpontjában, ahol rengeteg anyagutánpótlás áll a rendelkezésükre.

„A vizsgálatainkat az a vágy motiválta, hogy jobban megértsük az egyik legrejtélyesebb csillagászati képződményeket – a korai világegyetem szupernagy tömegű fekete lyukait. Ezek rendkívüli égitestek, ám mostanáig nem volt elfogadható magyarázatunk a létezésükre" – avat be bennünket a munka hátterébe Marco Mignoli, az olaszországi Bolognában működő Nemzeti Asztrofizikai Intézet (INAF) csillagásza, a friss kutatási eredményeket az Astronomy & Astrophysics Letters folyóiratban ma közlő szakcikk vezető szerzője.

Az ESO VLT új felvételei több galaxist mutatnak egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében. A galaxisok egy, a Tejútrendszernél több mint háromszázszor nagyobb kiterjedésű, gázködök alkotta „kozmikus pókhálóba" gabalyodnak. „A kozmikus hálózat nyúlványai hasonlítanak egy pókháló szálaira" – érzékelteti Mignoli. – „A galaxisok a szálak csomópontjaiban ülnek és növekszenek. A nyúlványok mentén beáramló gázanyag gyarapítja mind a csillagvárosokat, mind azok központi szupernagy tömegű fekete lyukait."

A pókhálószerű képződmény által kibocsátott fény a világegyetem 0,9 milliárd éves kora óta van úton hozzánk.

A központi szupernagy tömegű fekete lyuk a Napunknál egymilliárdszor nagyobb tömegű.

„A megfigyelésünk fontos darabkát illeszt a helyére egy meglehetősen hiányos kirakójátékban, amely ezeknek a rendkívüli, ám mégis meglehetősen gyakori égitesteknek a létrejöttét és az ősrobbanás utáni hihetetlenül gyors növekedését mutatja" – szemlélteti a szupernagy tömegű fekete lyukakkal kapcsolatos ismereteink jelen állását Roberto Gilli, a tudományos közlemény társszerzője, szintén a bolognai INAF munkatársa.

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) felvételén a csillagászok hat galaxist számláltak össze egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében. A rendkívül távoli felvételen a világegyetem kevesebb mint egymilliárd éves korában látható. Ennyire szoros csoportosulást ezelőtt még nem figyeltek meg a csillagászok az ősrobbanás utáni ilyen korai időszakból. A fantáziarajz a központi fekete lyukat és a gázhálója által csapdába ejtett galaxisokat ábrázolja. A fekete lyuk és a körülötte örvénylő anyagbefogási korong együtt alkotja az SDSS J103027.09+052455.0 katalógusjelű kvazárt, ami fényesen ragyog a körülötte lévő anyagfelhők koszorújában Forrás: ESO/L. Calçada

A fekete lyuk kihasználja foglyait

A legelső fekete lyukak feltehetőleg az első csillagok összeomlásából keletkeztek. Ezek némelyikének azonnal elképesztően gyors növekedésbe kellett kezdenie, hogy világegyetemünk első 900 millió éve alatt egymilliárd naptömegnyi anyaggal gyarapodhasson. Ám a csillagászoknak nehézséget okoz megtalálni a magyarázatot arra, hogy miként kaphattak olyan hatékony anyagutánpótlást ezek az égitestek, ami biztosította a rendkívüli növekedési ütemüket.

Ez a most felfedezett képződmény egy lehetséges magyarázattal szolgál a rejtélyre: a „pókháló" és a benne függő galaxisok kellően sok anyagot tartalmaznak ahhoz, hogy fűthessék a központi fekete lyuk gyors növekedési ütemét.

Így egészen rövid idő alatt létrejöhet egy szupernagy tömegű behemót.

A szupernagy tömegű fekete lyuk rendszere a Szextáns csillagképben Forrás: ESO, IAU and Sky & Telescope

A sötét anyag szerepe

De hogyan jött létre maga a pókháló?

A csillagászok elképzelései szerint a rejtélyes sötét anyag hatalmas csomói állhatnak a háttérben.

A láthatatlan anyagnak ezek a hatalmas csomói a feltételezések szerint rengeteg gázanyagot vonzottak a környezetükbe a világegyetem korai időszakában. A sötét anyag és a fénylő gáz együttesen alkotják azokat a pókhálószerű rendszereket, ahol a galaxisok és a fekete lyukak kifejlődtek.

„Az eredményeink megerősítik az elképzelést, miszerint a legtávolabbi és legnagyobb tömegű fekete lyukak hatalmas léptékű és tömegű sötétanyag-felhőkben jöttek létre és növekedtek. Ezeket a képződményeket eddig valószínűleg csak a korlátozott megfigyelési lehetőségeink hiányában nem figyelhettük meg" – magyarázza Colin Norman, az Amerikai Egyesült Államokbeli Baltimore Johns Hopkins Egyetemének munkatársa, szintén a tudományos közlemény társszerzője.

Hogyan fedezték fel?

A most felfedezett galaxisok a jelenlegi távcsöveinkkel megfigyelhető leghalványabb csillagvárosok közé tartoznak. A felfedezéshez több órányi távcsőidőre volt szükség a világ egyik legnagyobb optikai teleszkópján, az ESO VLT-n.

A chilei Atacama-sivatagban, az ESO Paranal Obszervatóriumában működő távcsőrendszer MUSE és FORS2 műszereivel dolgozó kutatócsoport kapcsolatot mutatott ki a hatból négy galaxis és a fekete lyuk között.

Véleményünk szerint ez még csak a jéghegy csúcsa, és a szupernagy tömegű fekete lyuk körül most felfedezett galaxisok csak a legfényesebbek"

– érzékelteti a publikáció egy másik társszerzője, Barbara Balmaverde, az INAF munkatársa az olaszországi Torinóban.

A Paranal Obszervatórium teleszkópjai Forrás: ESO

Ezek az új ismeretek bővítik a szupernagy tömegű fekete lyukak és hatalmas kozmikus struktúrák létrejöttére és fejlődésére vonatkozó tudásunkat. Az ESO Chilében már megvalósítás alatt álló Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope) építeni tud majd erre az eredményre, és nagy teljesítményű műszereivel sokkal több, halványabb galaxist figyelhetnek majd meg a csillagászok a korai világegyetem nagy tömegű fekete lyukainak környezetében.