Óriási buborékot fújó fekete lyukat találtak

801

A szóban forgó csillagtömegű fekete lyukat magába foglaló mikrokvazár a 12,7 millió fényévre lévő NGC 7793 katalógusjelű spirálgalaxis külső részén helyezkedik el. A kutatócsoport vezetője, Manfred Pakull (University of Strasbourg) szerint a fekete lyuk ugyan csak néhány naptömegnyi, de tökéletes miniatűr változata a legnagyobb energiájú, sok millió naptömegnyi fekete lyukakat tartalmazó kvazároknak.

A fekete lyukak óriási mennyiségű energiát bocsátanak ki, miközben elnyelik a közelükbe került anyagot. Az elképzelések szerint ennek nagyobb része elektromágneses sugárzás formájában, főként a röntgentartományban hagyja el a kvazár környezetét, míg kisebb részét a fekete lyukba bespirálozó anyag korongjának síkjára merőlegesen, két ellentétes irányú jet (kifúvás) formájában kiáramló nagyenergiájú részecskék viszik el. A részecskenyalábok a környező intersztelláris gázba ütközve felmelegítik azt, s így tágulásra késztetik. Az így felfúvódó buborék tehát forró gáz és különböző hőmérsékletű ultragyors részecskék keveréke.

A bal oldalon az NGC 7793 katalógusjelű spirálgalaxis három hullámhossztartományban rögzített felvétel kombinálásával létrejött képe látható. A vörös, zöld és kék színek a röntgen-, a világoskék a látható sugárzást, míg az aranysárga a hidrogén Hα vonalának emisszióját kódolja. Az S26 mikrokvazárt négyzet jelöli a galaxis szélén. A felső kis képeken maga a kvazár látható a röntgentartományban. A kép közepén a kékes-zöld folt jelzi a fekete lyuk pozícióját, a sárga/piros és sárga/zöld foltok jobbra fent és balra lent pedig azok a helyek, ahol a kifúvások a környező intersztelláris anyagba ütköztek. Az alsó kis kép Hα szűrőn keresztül mutatja a mikrokvazár környezetét. Világosan látható rajta a jetek által gerjesztett köd.

[Röntgen és optikai – NASA/CXC/ESO/VLT/U. Strasbourg/M. Pakull és tsai, Hα – NOAO/AURA/NSF/CTIO 1.5m]

Az optikai-, rádió- és röntgentartományban végzett megfigyelések segítségével megbecsülhető az, hogy a fekete lyuk milyen ütemben melegíti a környezetét. Azoknak a foltoknak a detektálásával pedig, ahol a jetek beleütköznek a környező gázba, megbecsülhető a felfúvódó buborékok mérete, illetve tágulási sebessége. A mérések alapján az S26 jelű mikrokvazár esetében az átmérő eléri az ezer fényévet, a tágulási sebesség pedig majdnem 1 millió kilométer óránként. Ezekből az adatokból a kutatók úgy becsülik, hogy a kifúvásokat létrehozó kvazáraktivitás már legalább 200 ezer éve tart. A jet-pár mérete kétszeresen, míg energiája mintegy tízszeresen haladja meg az eddig ismert mikrokvazárokét, például a Tejútrendszerben található híres SS433 jelűét. Roberto Soria (University College London) hasonlata szerint, ha a fekete lyukat a Föld pozíciójába képzelnénk és méretét focilabdányinak vennénk, akkor a kifúvások bolygónktól a Pluto pályájáig nyúlnának ki. Az eredmények azt jelzik, hogy a részecskenyalábok a korábban gondoltnál sokkal nagyobb, az elektromágneses sugárzásét meghaladó mennyiségű energiát szállíthatnak el fekete lyuk környezetéből.

Fantáziarajz egy csillagtömegű fekete lyukról. Ezek az objektumok kettős rendszerek tagjai, kísérőjükről egy tömegátadási korongon keresztül folyamatosan anyagot szívnak át, ami a fekete lyukba spirálozva nagyon felmelegszik, s ezért intenzív röntgensugárzást bocsát ki. Közben a diszk gyorsan változó mágneses tere miatt a korong síkjára merőlegesen két ellentétes irányú nyalábban nagyenergiájú részecskék dobódnak ki.
[ESO/L. Calçada]

Az új eredmény segíthet a nagytömegű csillagok szupernóva-robbanása után visszamaradt néhány naptömegnyi fekete lyukak (mikrokvazárok) és a galaxisok középpontjaiban helyet foglaló szupernehéz, több millió, de akár milliárd naptömegnyi fekete lyukak (kvazárok) közti hasonlóságok jobb megértésében. Utóbbiak esetében nagyon gyakoriak a nagyenergiájú részecskekiáramlások. Eddig úgy gondolták, hogy a mikrokvazárok esetében ezek sokkal ritkábban fordulnak elő, de az új eredmény alapján talán csak arról van szó, hogy eddig még nem fedezték fel őket kellő számban.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature 2010. július 8-i számában jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás