Az ESA (European Space Agency) XMM-Newton röntgenteleszkópjának új
eredményei szerint a nagy tömegű fekete lyukak közeléből kiszökő, nehéz
elemeket is tartalmazó forró gáz jelentős szerepet játszhat az
intergalaktikus térnek az élet későbbi keletkezéséhez nélkülözhetetlen
összetevőket is hordozó anyaggal történő "beszennyezésében", bár
elképzelhető, hogy más forrásokat is figyelembe kell venni.
Ha egy fekete lyuk közvetlen közelébe jutó gáz kellően forró,
egy része egészen addig megszökhet, amíg át nem lépi a végső határt, a
fekete lyuk ún. eseményhorizontját. A legnagyobb fekete lyukak
környezetében megfigyelt "szökési" sebességek elérik az 1000-2000
km/s-ot is, de a kutatók előtt még nem egészen világos, mennyi gáz is
képes ilyen módon megmenekülni a végső eltűnés elől. Az XMM-Newton
röntgenteleszkóp új mérései, illetve az ezen alapuló későbbi kutatások
talán segíthetnek ezen kérdés tisztázásában is.
A munka során egy nemzetközi kutatócsoport az NGC 4051 katalógusjelű
aktív galaxis magjában található, a Napnál kétmilliószor nagyobb tömegű
fekete lyuk környezetét vizsgálta az XMM-Newton több műszerével
párhuzamosan. Míg a korábbi észlelések csak a kiszökő gáz általános
tulajdonságait tudták feltárni, a mostani vizsgálatok során a
kutatóknak részletes információkat sikerült gyűjteniük a gáz
luminozitásában és ionizációs viszonyaiban bekövetkező változásokról.
Az eredményeket az Astrophysical Journal c. szakfolyóirat április 20-ai
számában tették közzé.
A csoport megállapította, hogy a gáz a fekete lyukhoz sokkal
közelebbi régióból áramlik vissza, mint azt korábban gondolták. A
számítások szerint a fekete lyukba spirálozó anyag 2-5 százaléka szökik
meg, ami szintén kevesebb a korábban vártnál.
Ugyanaz a fűtőfolyamat, ami lehetővé teszi a beáramló gáz egy
részének megszökését, a gázt ionizálja is, azaz elektronokat szakít le
az atomokról, pozitív töltésű ionokat és szabad elektronokat
létrehozva. A forró gáz hidrogénen és héliumon kívül más, nehezebb
elemeket is tartalmaz. A csillagászati terminológiában az összes ilyen
elemet fémnek nevezik. Köztük van a földi élet szempontjából egyik
legfontosabb, a szén is. A fémek a csillagok belsejében keletkeznek az
ott zajló termonukleáris folyamatok közben, ennek ellenére az
intergalaktikus térben szinte mindenhol megtalálhatók. A csillagászok
régóta kutatják, milyen módokon juthat ki a nehéz elemekben gazdag
anyag a galaxisok közötti térbe.
Az egyik lehetőséget az Univerzum legnagyobb teljesítményű energiaforrásai, a
kvazárok szolgáltathatják. Ezek olyan aktív galaxisok, melyek magjában óriási étvágyú
fekete lyukak nyelik el a beáramló anyagot. Ez azonban azt is
jelenti, hogy a kvazárok környezetéből megszökő gáz is jelentős
mennyiségű, s így ez transzportálhatná a fémeket az intergalaktikus
térbe. Ha a kvazárok lennének teljes egészében felelősek a galaxisok
közti tér fémekkel történő beszennyezéséért, akkor a fémgyakoriságnak
nagyobbnak kell lennie a kvazárok körüli térrészekben, mint máshol.
Ez magyarázná is azt a tényt, hogy intergalaktikus léptékben a kozmikus
elemgyakoriság valóban irányfüggő.
Ha azonban a kiszökő gáz mennyisége valóban olyan kicsiny,
mint az új mérések az NGC 4051 esetében mutatják, akkor a kvazárok
mellett még más forrásokat is kell találni az intergalaktikus térben
megfigyelhető fémgyakoriság magyarázatára. Ezek lehetnének a
csillagkeletkezési területekben rendkívül gazdag, poros, sok esetben
aktív magú, illetve kölcsönható, a távoli infravörös tartományban
óriási, a Napét ezermilliárdszorosan meghaladó energiakibocsátású
galaxisok, az ún. ultrafényes infravörös galaxisok (Ultra Luminous
Infra Red Galaxies).
A probléma tisztázására a kutatók további vizsgálatokat
terveznek az XMM-Newton teleszkóppal az NGC 4051 galaxisnál nagyobb
teljesítményű aktív galaxisok körében. Ha a kiáramló gáz aránya
nagyobbnak adódna, mint az NGC 4051 esetében, akkor a kérdés
megoldódik, ha azonban ugyanaz lesz, akkor a probléma továbbra is
fennáll. (Az első esetben természetesen az az új kérdés vetődhetne
fel, hogy az NGC 4051 esetében miért ilyen kicsi a visszaáramlási
arány.)
Forrás: ESA News, 20 April 2007
