Kicsit több mint egy éve bocsátották fel a japán XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) röntgen-űrtávcsövet, mostanra pedig megérkeztek az eszköz első eredményei, amelyek lenyűgözik a tudományos közösséget. A távcső a Japán Űrügynökség (JAXA) és az Európai Űrügynökség együttműködése során készült el, így mindkét szervezet büszke lehet a lélegzetelállító új felvételekre, amelyek megmutatják például az anyag beáramlását egy szupernagy tömegű fekete lyukba, illetve felfedik előttünk a szupernóvák dinamikájának eddig ismeretlen részleteit a csillagok halálakor bekövetkező robbanás után létrejövő szupernóva-maradványok vizsgálatával.
Ezek a mérések új információkkal szolgálnak tehát a fekete lyukak növekedésével, illetve a nagy tömegű csillagok életével és halálával kapcsolatban, az XRISM pedig tökéletesen megfelel az Univerzum nagy energiájú jelenségeinek vizsgálatára.
A vizsgált fekete lyuk, illetve szupernóva-maradvány közötti közös pont a következő: mindkét objektum környezetében erőteljesen jelen van a plazma néven ismert szuperforró gáz. A fekete lyuk a tőlünk 62 millió fényévre található NGC 4151 nevű galaxis közepén helyezkedik el, az N123D jelű szupernóva-maradvány pedig Földünktől 160 000 fényévnyi távolságban robbant.
A két objektumban jelenlévő plazma erőteljes sugárzást bocsát ki a röntgentartományban, így megfigyelésére kiválóan alkalmas az XRISM űrtávcső, amelynek segítségével sok újdonságot tudhatunk meg a kozmosz heves turbulenciákkal átszőtt, dinamikus világáról.
A fekete lyukak étkezési szokásai
Az említett szupernagy tömegű fekete lyuk vizsgálatának legfőbb célja tehát az volt, hogy megvizsgáljuk, hogyan táplálkozik egy 30 millió naptömegnyi, kozmikus monstrum, és hogyan emészti fel a körülötte lévő anyagot. Az XRISM felvételei alapján a kutatóknak sikerült megvizsgálniuk annak az anyagnak a sorsát, amely a fekete lyuk közvetlen környezetében található.
A röntgenképeken látszik, amint a plazma körülbelül 0,1 fényévnyi távolságban körbeveszi a fekete lyukat, és fokozatosan egyre közelebb ér ahhoz, mielőtt végleg belehullik. A fekete lyuk körüli anyagban található vas színképének elemzésével a kutatók részletesen megvizsgálták az anyag hőmérsékletét és áramlását a fekete lyukat övező akkréciós korongban, illetve tóruszban. Mindeddig ezeket a régiókat csak rádió-, illetve infravörös tartományban sikerült mintavételezni, így az XRISM eredményi úttörőnek számítanak.
Mogyoró alakú plazmabuborék
A vizsgált szupernóva-maradvány, az N123D jóval közelebb van hozzánk, mint az NCG 4151 galaxis központi fekete lyuka, mégpedig a Tejútrendszer szomszédságában lévő Nagy Magellán Felhőben. A régióról készült röntgen-felvételek pedig szintén lélegzetelállítóak.
Az XRISM képein látszanak a szupernóva-robbanás során a csillagközi térbe kilövellő, mogyoróhoz hasonló alakzatot formázó plazmabuborékok. A maradvány korábbi vizsgálatai alapján a kutatók úgy gondolták, hogy a szupernóva-maradványból nagy sebességgel kiáramló plazmabuborék gömbszimmetrikus, most viszont kiderült, hogy ez nem teljesen így van. Emellett az új felvételeknek köszönhetően az is kiderült, hogy a maradvány meglepően forró.
Az ehhez hasonló mérések segítséget nyújtanak a kutatóknak a nehéz elemek kialakulását övező folyamatok mélyebb megértésében, illetve betekintést engednek abba, hogy az újonnan kialakult elemek hogyan keverednek el később a csillagközi térben. Így tehát az XRISM adatainak birtokában talán még többet tudhatunk meg a csillagok életciklusáról is.
Ennek megfelelően a 2023. szeptember 7-én felbocsátott XRISM-re már több mint 3000 távcsőidő-pályázat érkezett, amely megmutatja, hogy a kutatók rendkívüli lelkesedéssel fordulnak az új, röntgentartományban működő űrtávcső felé.
A leírtakról szóló tanulmány megtekinthető az arXiv szerveren.
A cikk forrása: https://www.space.com/xrism-1st-results-black-hole-supernova
