Rejtőzködő fekete lyuk a világegyetem gyerekkorából

3685
A NASA Chandra röntgenobszervatóriumának adatai felfedték az eddigi legtávolabbi rejtőzködő fekete lyukat. (Forrás: NASA/CXO/Pontificia Universidad Catolica de Chile/F. Vito; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Pan-STARRS)

Az eddig talált legtávolabbi rejtőzködő fekete lyukra bukkantak a csillagászok a NASA Chandra röntgenobszervatóriumának adataiban. A fekete lyuk jele abból az időszakból származik, amikor a világegyetem kora még csak a jelenlegi 6%-a volt, így az első jel arra, hogy a kozmosz ilyen korai időszakában már léteztek gázban bujkáló fekete lyukak.

A Napunknál több milliószor vagy akár több milliárdszor nagyobb tömegű, szupernehéz fekete lyukak azáltal növekednek, hogy az őket körülvevő anyagkorongból anyagot szívnak el. A gyors növekedés következtében a fekete lyuk közelében erős sugárzás észlelhető. A kutatók ezeket az extrém fényes, kompakt forrásokat hívják kvazárnak.

A jelenlegi elméletek szerint a szupernehéz fekete lyuk kialakulásának kezdeti időszakában az anyagot az őt körülvevő korongból gyűjti be, amelyet egy sűrű gázfelhő táplál. Ez a felhő rejti el előlünk a kvazár fényének nagy részét. Ahogy a fekete lyuk magába gyűjti az anyagot, és egyre nagyobb tömegű lesz, a felhőből elfogy a gáz, míg a fekete lyuk és a fényes korong elő nem bukkan.

„Különösen nehéz megtalálni a kvazárokat ebben a rejtett fázisban, mert a sugárzásuk nagy részét a felhő elnyeli, és a jelenlegi műszerekkel nem lehet érzékelni őket.” – mondta Fabio Vito (Pontificia Universidad Católica de Chile).

Az újonnan talált objektumra a PSO167-13 jelzésű kvazár megfigyelése során bukkantak, amelyet a Hawaiin működő Pan-STARRS Obszervatórium fedezett fel. Az innen származó optikai megfigyelések és más kutatások nagyjából 200 kvazárt fedtek fel, amelyek már akkor fényesen tündököltek, amikor az univerzum kevesebb, mint egymilliárd éves volt, ami mai korának körülbelül a 7 százaléka. Ezek a felmérő programok csak akkor hatékonyak, ha nem takarásban lévő fekete lyukakat keresnek, mert az általuk észlelt sugárzást már a vékony gáz- és porfelhők is elfojtják. Mivel a PSO167-13 része volt ezeknek az észleléseknek, a kutatók arra számítottak, hogy ez a kvazár sem rejtőzködik.

Vito kutatócsoportja a Chandrával vizsgálta a PSO167-13-as kvazárt és kilenc más, hasonlóan optikai tartományban felfedezett kvazárt. 16 órás megfigyelés után a PSO167-13-ból csupán három, viszonylag nagy energiájú fotont érzékeltek röntgentartományban. Mivel az alacsony energiájú röntgensugárzás könnyebben elnyelődik, mint a nagy energiájú, ésszerűnek tűnik, hogy a kvazárt gázfelhő rejti el, így csak a nagy energiájú röntgensugárzást észlelhetjük.

Érdekes adalék, hogy a galaxisnak, amelyben a PSO167-13 jelű kvazár található, van egy kísérőgalaxisa, amelyet a chilei ALMA rádiócsillagászati obszervatórium tányérjaival és a NASA Hubble űrteleszkópjával korábban már észleltek. Mivel nagyon közel vannak egymáshoz, és a röntgenforrás nagyon gyenge, a kutatók nem tudták megállapítani, hogy az újonnan detektált röntgensugárzás a PSO167-13 jelzésű kvazárból, vagy a kísérőgalaxisából ered.

Ha a sugárzás forrása a már ismert kvazár, akkor a csillagászoknak ki kell dolgozniuk egy elméletet arra, hogy miért csak röntgentartományban látszik úgy, hogy a kvazárt a felhő elrejti, amikor optikai fényben nem. Az egyik lehetőség, hogy az optikai és a röntgenmegfigyelések között eltelt három évben a kvazár eltakarása gyorsan és jelentős mértékben megnövekedett.

Másrészről, ha a röntgensugárzás a kísérőgalaxisból származik, akkor abban is lehet egy, a PSO167-13-hoz közel elhelyezkedő másik kvazár. Ha ez a helyzet, akkor ez a kvazárpár lehet a legtávolabbi, amit eddig találtak.

Bármi is a magyarázat, a Chandra által észlelt kvazár lehet a legtávolabbi rejtőzködő forrás, amely az ősrobbanás után mindössze 850 millió évvel alakult ki. A korábbi rekorder az ősrobbanás után 1,3 milliárd évvel keletkezett.

A kutatók tovább folytatják a kvazár megfigyelését. Az eddigi eredményeket ismertető tanulmányt az Astronomy and Astrophysics folyóirat fogadta el közlésre, és online is elérhető.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás