Hűvös ködgyűrű a Tejútrendszer központi óriás fekete lyuka körül

5134

Az elmúlt pár évtized során a csillagászok alaposan feltérképezték a Tejútrendszer közepén található szupernagy tömegű fekete lyuk kaotikus és zsúfolt szomszédságát. Galaxisunk nagyjából 26 ezer fényévre elhelyezkedő, Sagittarius A* (Sgr A*) néven ismert központja kb. 4 milliószor nagyobb tömegű Napunknál.

Ma már tudjuk, hogy ez a terület tele van kóborló csillagokkal, csillagközi porfelhőkkel, valamint elképesztően forró és viszonylag hűvösebb gázok tárhelye. A gázokról azt feltételezik, hogy a fekete lyuk körül keringenek egy széles akkréciós korongban, amely a fekete lyuk eseményhorizontjától néhányszor tíz fényévnyire nyúlik.

A mai napig azonban a csillagászok ennek az akkréciós gáznak csak egy vékony, forró részét tudták lefényképezni, amely közel gömb alakban áramlik, és a forgását sem sikerült kimutatni. A hőmérséklete közel 10 millió fok, amely mintegy kétharmada a Napunk magjában uralkodó hőmérsékletnek. Ekkora hőmérsékletnél a gáz intenzív röntgensugárzást bocsát ki, így az űrbéli röntgenteleszkópokkal tanulmányozható még a fekete lyuktól egytized fényévnyi távolságban is.

A forró, fénylő gázon kívül a fekete lyuk körüli néhány fényéven belüli távolságban hidegebb, közel 10 ezer fokos gáz is megfigyelhető a milliméteres hullámhossztartományokban. Ennek a hidegebb gáznak az akkréciós korong áramlásához való hozzájárulása korábban nem volt ismert.

Habár a Galaxis központi fekete lyuka meglehetősen csendes, a körülötte tomboló sugárzás elég erős ahhoz, hogy a hidrogénatomok folyamatosan elveszítsék elektronjaikat, majd újra egyesüljenek azokkal. Ez az újraegyesülés okozza a milliméteres skálán detektált jelet, amely nagyon kis veszteséggel éri el a Földet.

Az ALMA képe a hidrogénből álló hideg gázkorongról, amely a Galaxisunk közepét uraló fekete lyuk körül áramlik. A színek a gáz Földhöz képesti mozgását reprezentálják: a vörös távolodik, azaz az ALMA által detektált rádióhullámok a vörös felé tolódnak, míg a kék szín a Föld felé mozgó gázt jelenti, azaz a detektált hullámhossz a spektrum kékebb része felé tolódott. A kereszt a fekete lyuk helyét mutatja.

Az ALMA finom részletek kimutatásához is elegendő rendkívüli érzékenysége tette lehetővé, hogy detektálják ezt a halvány rádiójelet, és megalkossák a hűvösebb gázkorong első képét alig egyszázad fényév, azaz kb. 1000 csillagászati egység távolságban a szupernagy tömegű fekete lyuktól. A megfigyelések lehetővé tették, hogy feltérképezzék és kövessék a gáz mozgását is. A kutatók úgy becsülik, hogy a korongban található hidrogén tömege kb. egytizede a Jupiter, illetve tízezred része a Nap tömegének.

A Doppler-effektus okozta hullámhosszeltolódás kimérésével – a mozgó objektumokról induló fény hullámhossza a Föld felé közeledve a kék felé, távolodva a vörös felé tolódik – a csillagászok egyértelműen kimutatták, hogy a gáz a fekete lyuk körül kering. Ez a felfedezés új betekintést enged abba, hogy milyen módon nyeli el a fekete lyuk az anyagot, valamint a fekete lyuk és galaktikus szomszédságának összetett kölcsönhatásáról is szolgáltat információt.

“Mi voltunk az elsők, akik lefényképeztük ezt a nehezen megfogható korongot és tanulmányoztuk a forgását” – nyilatkozta Elene Murchikova, a Princeton Institute for Advanced Study (New Jersey) asztrofizikai csoportjának tagja és a folyóiratcikk első szerzője. “Megvizsgáljuk a fekete lyuk körül lejátszódó akkréciót. Ez nagyon fontos, hiszen ez a legközelebbi szupernagy tömegű fekete lyuk, ennek ellenére még mindig nem értjük pontosan, hogyan történik az anyagbefogás. Reméljük, az ALMA megfigyelései segítenek abban, hogy lerántsuk a leplet a fekete lyuk néhány titkáról.”

Az eredményeket a Nature folyóiratban publikálták.

Forrás: ScienceDaily

Hozzászólás

hozzászólás