Egész galaxisokon söpörnek végig a kvazárcunamik

6262

A NASA Hubble-űrtávcsövének egyedülálló lehetőségeit kihasználva a csillagászok sosem látott energiájú kiáramlásokat fedeztek fel. A kvazárokból induló, a csillagközi téren cunamiként végigsöprő anyagáramok nagy pusztítást végeznek a kvazárnak otthont adó galaxisban.

A kvazárok távoli objektumok, amelyek kivételesen nagy energiát bocsátanak ki. A bennük lévő szupernagy tömegű fekete lyukak nagy ütemben nyelik el a környező anyagot, amitől ezerszer fényesebbek lehetnek, mint a több százmillió csillagból álló galaxisaik.

A fekete lyuk anyagot emészt el, miközben forró gázból álló akkréciós korong alakul ki körülötte, így jön létre a kvazár. A fekete lyuk környezetének intenzív sugárzása által keltett „szelek” kitaszítják az anyagot a galaxis központjából. A részecskék elképesztő sebességre gyorsulnak, akár a fénysebesség néhány százalékára is.

„Nincs olyan jelenség, ami ennél nagyobb energiával bírna. Tízmillió éves életük során ezek a kiáramlások egymilliószor több energiát sugároznak szét, mint egy gammasugár-kitörés.” – magyarázta Nahum Arav (Virginia Tech), a The Astrophysical Journal szaklapban nemrég megjelent tanulmány vezető szerzője. „A szelek több száz naptömegnyi anyagot mozdítanak el egy év alatt. A kiáramlások által szállított mechanikai energia néhány százszor nagyobb is lehet, mint a teljes Tejútrendszer luminozitása.”

Illusztráció egy távoli galaxisról, amelynek központjában egy kvazár található. (Forrás: NASA, ESA and J. Olmsted (STScI))

A kvazárszél átsöpör a galaxis korongján. Az anyag, amelyből más esetben csillagok születnének, kirepül a galaxisból, ahol így nem születhet több csillag. A sugárzás sokkal messzebb taszítja a gázt és a port, mint eddig hittük: a folyamat az egész galaxisra kihat.

Ahogy a kozmikus cunami becsapódik a csillagközi anyagba, a hőmérséklet több milliárd fokra emelkedik, és az anyag sugározni kezd, leginkább röntgentartományban, de kisebb mértékben a teljes elektromágneses spektrumban is. Aki szemtanúja lehet, egy ragyogó égi eseményt láthat. „Erős sugárzás jön röntgen- és gamma-tartományban, aztán pedig a látható és az infravörös hullámhosszokon is.” – mondta Arav. „Lenyűgöző fényjáték – mintha karácsonyfák ragyognának szerte a galaxisban.”

A galaxisfejlődés numerikus szimulációi szerint az ezekhez hasonló kiáramlások fontos kozmológiai kérdésekre adhatnak választ: ilyen például, hogy miért figyeltek meg eddig olyan kevés nagy méretű galaxist a Világegyetemben, vagy miért van összefüggés egy galaxis tömege és a galaxis központi fekete lyukának tömege között. A kutatók szerint a kvazárok ilyen hatalmas kiáramlásai a korai Világegyetemben voltak gyakoriak.

„Mind az elméleti szakemberek, mind az észlelők évtizedeken át úgy gondolták, hogy létezik valamilyen fizikai folyamat, amely leállítja a nagy galaxisokban a csillagképződést, ennek a folyamatnak a természete azonban rejtély maradt. A megfigyelt kiáramlásokat a szimulációkba helyezve a galaxisok fejlődésének fontos kérdéseit válaszolhatjuk meg.” – magyarázza Jeremiah P. Ostriker (Columbia University, Princeton University).

A csillagászok 13 kiáramlást figyeltek meg kvazárok környezetében, és képesek voltak mérni a kvazárszél által felgyorsított gáz sebességét az izzó gázból származó fény spektrális „ujjlenyomatának” vizsgálatával. A Hubble ultraibolya tartományban mért adatai azt mutatják, hogy a megfigyelt fény útjába eső anyagok elnyelési vonalai eltolódtak a spektrumon, mivel a gáz igen gyorsan mozog. Ennek oka a Doppler-effektus: egy mozgó tárgyról induló hang vagy fény észlelt hullámhossza csökken vagy nő attól függően, hogy a tárgy felénk halad vagy távolodik tőlünk. A felfedezést a Hubble-űrtávcső ultraibolya tartományban való érzékenységének köszönhetjük.

A valaha megfigyelt legnagyobb energiájú kvazárok megfigyelésén kívül a csapat egy másik kiáramlást is felfedezett, amelynek gyorsulása a legnagyobb az eddig észleltek közül. A sebessége három év alatt az óránkénti 69 millió kilométerről 74-re nőtt. A kutatók úgy gondolják, hogy a gyorsulás idővel még tovább fog nőni.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás