Itt vannak az univerzum legrejtélyesebb és legbizarrabb objektumai

A nagy energiájú neutrinót egy szupermasszív négymilliárd fényév távolságra fekvő fekete lyuk lökte ki a Föld irányába

Az észlelőcsillagászat látványos és rendkívül gyors fejlődése, mindenekelőtt az egyre nagyobb teljesítményű földi teleszkópok illetve űrtávcsövek szolgálatba állítása az univerzum mindeddig ismeretlen mélységeit tárta és tárja fel az asztrofizikusok számára. Olyan korábban nem ismert különleges égitestek, illetve jelenségek tárultak fel a közelmúlt csillagászati felfedezései nyomán, amelyek közül néhány még most is komoly fejtörést okoz a tudósoknak. Ezekből mutatunk be néhányat, az univerzum legkülönlegesebb jelenségei közül.

Misztikus rádiójelek érkeztek az univerzum távoli múltjából

2007 – az első ilyen típusú és korábban még nem ismert furcsa rádiójel detektálása óta - a kutatók számos olyan ultraerős, illetve ultrafényes rádiójelet fogtak, amelyek mindössze néhány ezredmásodpercig tartanak. E rejtélyes felvillanások egyetlen ezredmásodperc alatt annyi energiát sugároznak, mint amennyit központi csillagunk, a Nap termel fel egy év leforgása alatt.

A rövid rádiókitörések (FRB) legnagyobb része távoli galaxisokból érkezik ( a kép illusztráció) Forrás: NASA/JPL-Caltech

Ezeket a titokzatos felvillanásokat gyors rádiókitöréseknek ( Fast Radio Burst, FRB) nevezték el a csillagászok,

és úgy tűnik, hogy szinte kivétel nélkül több milliárd fényév távolságból,

vagyis az univerzum egy jóval korábbi időszakából érkeznek. (Csak a közelmúltban, 2020-ban sikerült azonosítani egy, a galaxisunkból származó gyors rádiókitörést.) Míg a legtöbb gyors rádiókitörés egyszeri jelenség, ám de akadnak köztük ismétlődő jelek is, néha egyetlen rövid sorozatban, máskor pedig ismétlődő periódusokban.

Forrás: SCIENCE PHOTO LIBRARY/JPL-CALTECH/NASA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/JPL-CALTECH/NASA

A közelmúltban a tudósoknak sikerült egy „hosszú" (három másodpercig tartó) ismétlődő FRB-t fogniuk, ami egymás után hatszor villant fel. Ez a valaha észlelt leghosszabb FBR, ami talán segíthet megfejteni e rejtélyes jelenség okát.

Ez a világegyetem legerősebb anyaga

Az univerzum legkülönlegesebb és legerősebb anyaga a már halott, kihűlt csillagokból származik. A csillagfejlődés során az átlagméretű ( a Napnál valamivel kisebb) csillagok, miután elégették először a hidrogén, majd a termonukleáris fúzió eredményeként létrejött héliumkészletüket, a vörös óriássá alakulásuk utolsó stádiumában a gravitációs összeomlás miatt összezsugorodnak.

Művészi fantáziakép a vörös óriássá felfúvódott Napról, és a napközelség miatt izzani kezdő Földről. A Nap is fehér törpévé fog összeomlani Forrás: NASA/JPL-Caltech

Mivel a tömegük nem elég nagy ahhoz, hogy a zsugorodás miatt elegendő nyomás és hőmérséklet alakuljon ki a magjukban a hélium-ciklus során keletkezett nehezebb szén fúziójához, ezért a csillag maradék energiáját kisugározva fehér törpévé alakul. Mivel a fehér törpében már nem zajlik termonukleáris energiatermelés, ezért a csillag fokozatosan hűlni, és halványodni kezd.

A ZTF J1901+1458 jelű fehér törpe átmérője alig nagyobb, mint a Holdé, amielyben egy egész összeomlott csillag tömege sűrűsödik össze Forrás: Space.com

Amikor a fehér törpe az addig felhalmozott teljes energiáját kisugározta,

már nem világít többé, és halott csillaggá, úgynevezett fekete törpévé válik.

A modellszámítások és szimulációk azt mutatják, hogy ennek az objektumnak az erős gravitáció miatt létrejött szupersűrű anyaga olyan szilárd, hogy egységnyi anyagdarab eltöréséhez tízmilliárdszor akkora erő kellene, mint egy hasonló méretű edzett acéldarab eltöréséhez.

A törpebolygó, ami a Szaturnuszhoz hasonlóan gyűrűrendszerrel rendelkezik

A Haumea törpebolygóról ami a Neptunuszon túli Kuiper-övben kering, már korábban is tudták a csillagászok, hogy meglehetősen szokatlan égitest. Furcsa, egyáltalán nem bolygószerű hosszúkás alakja van, két holddal rendelkezik, és egyetlen nappal mindössze 4 óráig tart rajta, ezzel pedig a Haumea a Naprendszer leggyorsabban forgó törpeplanétájának számít.

A Haumea körüli gyűrű művészi rekonstrukciója Forrás: IAA-CSIC/UHU

2017-ben amikor a csillagászok megfigyelték ahogy a a Haumea elhalad egy csillag előtt,

a törpebolygó még furcsább képét mutatta,

mivel rendkívül vékony gyűrűket fedeztek fel körülötte. A rejtélyes alakzatok valószínűsíthetően még egy, a távoli múltban történt kozmikus ütközés emlékei. A csillagászok úgy vélik, a Haumea egy kisebb aszteroidával ütközhetett, és a becsapódás törmelékéből alakulhattak ki a törpebolygó halvány gyűrűi, mivel a Haumea gravitációja elég erős volt ahhoz, hogy megakadályozza a kisebb törmelékdarabok világűrbe szökését.

Egy galaxis, ami ellentmond a sötét anyag általános elméletének

A modellszámítások szerint a rejtélyes sötét anyag alkotja az ismert univerzum nyolcvanöt százalékát. Nem véletlenül kapta ezt az elnevezést az asztrofizikusoktól, hiszen a sötét anyag nem figyelhető meg a csillagászati műszerekkel, mivel nem bocsát ki magából semmilyen elektromágneses sugárzást. A jelenlétére, illetve a sötét anyag mennyiségére csak a látható anyagra, valamint a kozmikus háttérsugárzásra kifejtett gravitációs hatásából következtethetünk.

A sötét anyag Tejút körüli eloszlásának (kék szín) művészi illusztrációja Forrás: Wikimedia Commons

A számítások szerint az univerzum tömegének

mindössze 4,6 százalékát alkotja a „normál", vagyis a látható anyag,

a sötét anyag ebből 23 százalékkal részesedik, a fennmaradó 72 százalékot pedig a nem kevésbé rejtélyes sötét energia teszi ki. A kutatók egészen 2018-ig egyben azonban biztosak voltak: a sötét anyag mindenhol jelen van az univerzumban.

A kvantummechanika nagy kérdése, mint például a sötét anyag problematikája, még megoldásra várnak Forrás: CERN

2018 márciusában egy olyan távoli galaxisra bukkantak, ami viszont a megfigyelések és számítások szerint

szinte teljesen mentes a sötét anyagtól.

Erre a sötétanyag mentes „kakukktojás galaxisra" mind a mai napig nem sikerült elfogadható magyarázatot találni; a kisebbségben lévő „dark matter" szkeptikusok viszont úgy tekintenek rá, mint a sötét anyag létét megkérdőjelező teóriájuk tárgyi bizonyítékára.

Az univerzum legbizarrabb csillaga, amit egyesek idegen megastruktúrának vélnek

Amikor Tabetha Boyajian, a Louisiana Állami Egyetem csillagásza és kollégái először vizsgálták meg alaposabban az általuk felfedezett és a KIC 846285 katalógusszámot kapott csillagot, mélyen megdöbbentek az észlelési adatok feldolgozásának eredményétől. A Cirmos csillagnak becézett objektum fényereje ugyanis szabálytalan időközönként különböző időintervallumokra erősen lecsökken, néha akár 22 százalékkal is.

A KIC 846285 katalógusszámú "Cirmos csillag", amit egyesek idegen megastruktúrának véltek (művészi ábra) Forrás: NASA/JPL-Caltech

A bizarr csillaggal kapcsolatban különféle elméletek láttak napvilágot, köztük egy idegen megastruktúra lehetőségét is felvető teória, de manapság a legtöbb kutató úgy véli, hogy a „Cirmos csillagot" egy abnormális porgyűrű veszi körül, és ez okozza a csillag drasztikus fényességingadozását.

A Naprendszer legfurcsább holdja, ami statikus elektromossággal van feltöltve

A Naprendszer holdjai közül több is versenghetne a legfurcsább hold címért. Ilyen például a Jupiter négy legnagyobb holdja közül a tomboló vulkánokkal teletűzdelt Io, vagy a jégkérge alatt kiterjedt, 90 kilométer mélyre becsült vízóceánt rejtő Europa. De ugyancsak esélyes lehetne erre a címre a metántavakkal és óceánokkal rendelkező legnagyobb Szaturnusz-hold a Titán is, valamint a Neptunusz gejzíreket okádó Triton nevű holdja.

A Szaturnusz jelenlegi ismereteink szerint 83 holddal rendelkezik Forrás: NASA/JPL-Caltech

Mégis, e sok kozmikus különc között akad egy olyan hold, amely talán az előzőekben felsorolt jelölteknél is különlegesebbnek számít. A Szaturnusz rendszeréhez tartozó Hyperion a híres gyűrűs bolygó 83 eddig ismert holdjának az egyike.

A habkőre emlékeztető Szaturnusz-hold, a Hyperion Forrás: NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic

A habkőre emlékeztető lyukacsos belső szerkezettel rendelkező 286 kilométer átmérőjű hold - amelyet William Lassel brit csillagász fedezett fel 1848-ban –, a Naprendszer legnagyobb szabálytalan alakú holdja, ami nem rendelkezik sem állandó forgástengellyel, sem pedig állandó forgási periódussal, így minden bizonnyal megérdemli a Naprendszer legkaotikusabb holdjának a címét. De a Hyperion rendelkezik még egy ennél is szokatlanabb egyedi tulajdonsággal.

A Hyperion lyukacsos felszíne Forrás: NASA/JPL-Caltech

A NASA Cassini űrszondája - amely 2004 és 2017 között látogatta meg a Szaturnusz rendszerét –, ugyanis felfedezte, hogy a Hyperion statikus elektromossággal van feltöltve, amit időnként kisugároz a világűrbe.

Egy galaxisközépi fekete lyukból érkezett a Földre a távoli vándor

Az a nagy energiájú neutrínó, ami 2017. szeptember 22-én érte el a Földet, önmagában még nem lenne annyira rendkívüli, mivel az antarktiszi IceCube Neutrino Obszervatórium fizikusai legalább havonta egyszer detektálnak hasonló energiaszintű neutrínókat. Ám ez a nagy energiájú részecske azért számított különlegesnek, mivel ez volt az első olyan neutrinó, amely elegendő információval érkezett az eredetéről ahhoz, hogy a csillagászok abba az irányba fordítsák a teleszkópjaikat, ahonnan jött.

A nagy energiájú neutrinót egy szupermasszív négymilliárd fényév távolságra fekvő fekete lyuk lökte ki a Föld irányába Forrás: DESY, Science Communication Lab

Ebből jöttek rá,

hogy az apró vendéget egy 4 milliárd évvel ezelőtt fellobbanó blazár,

vagyis egy galaxisközépi szupermasszív fekete lyuk dobta ki a Föld irányába akkor, amikor felemésztette a környezetében lévő égitesteket és anyagokat.

Csillagközi szellembolygó erős sarki fénnyel

A galaxisban számos olyan planéta bolyong a csillagközi térben, amelyek különféle gravitációs hatások miatt szakadtak el az anyacsillaguktól és lökődtek ki az intersztelláris térbe.

A csillagközi térben kóborló SIMP J01365663+0933473 katalógusjelű 200 fényévnyire lévő bolygóméretű objektum fantáziarajza Forrás: Chuck Carter; NRAO/AUI/NSF/Caltech

Ennek a különleges exobolygó-osztálynak az egyik legfurcsább felfedezettje az a SIMP J01365663+0933473 katalógusjelű 200 fényévnyire lévő bolygóméretű objektum, amelynek a mágneses tere több mint 200-szor erősebb, mint a Jupiteré. Ez elég erős ahhoz, hogy a légkörében állandóan villogó sarkifény-jelenséget generáljon, amit rádióteleszkópok segítségével sikerült is észlelni.