Egy szupernagy tömegű fekete lyukból kiáramló szél örökre megállíthatja a csillagkeletkezést egy távoli galaxisban

31746

A csillagászok a James Webb-űrtávcső használatával rábukkantak minden idők legtávolabbi galaxisméretű kifúvására, amelyet egy kvazárnak nevezett, aktív galaxismag közepén elhelyezkedő szupernagy tömegű fekete lyuk táplálkozása produkál. A fekete lyuk pólusainak irányában kiáramló heves szél elképesztő sebességekkel löki el magától a galaxisban megtalálható csillagközi por- és gázanyagot, ezzel erőteljesen lassítva a csillagkeletkezés folyamatát.

Ezt a bizonyos kvazárt a csillagászati szaknyelv a J1007+2115 jelöléssel illeti, és különlegessége, hogy mindössze 700 millió évvel az ősrobbanás után keletkezett, és így a harmadik legfiatalabb az eddig felfedezett, távoli kvazárok közül, és a legfiatalabb azok közül, amelyek látványos anyagkifúvást mutatnak. A központi fekete lyukból kiáramló szél azonban nem csak ebből a szempontból érdekes: a J1007+2115 anyagkifúvása ugyanis 7500 fényévnyi távolságba lövell, amelyet szemléletesen elképzelhetünk úgy, mint Naprendszerünk átmérőjének 3750-szeresét. A kutatók szerint évente 300 naptömegnyi anyag lökődik ki a központi objektumból rendkívüli sebességgel. Ez a folyamat pedig a későbbiekben talán végleg megfoszthatja a gazdagalaxist a csillagkeletkezéshez szükséges gáz- és poranyagtól.

Egy kvazárból kiáramló szél művészi ábrázolása. (Forrás: ESO/M. Kornmesser.)

A fekete lyuk szele

A tudomány jelenlegi álláspontja szerint a legtöbb nagy méretű galaxis közepén egy-egy szupernagy tömegű fekete lyuk található, amelynek tömege elérheti Napunkénak millió-, vagy akár milliárdszorosát. Ezen fekete lyukak közül azonban nem mindegyik aktív. Egy fekete lyukat, avagy galaxismagot akkor nevezünk aktívnak (aktív galaxismag, active galactic nucleus, AGN), amikor a környezetében lévő anyagból táplálkozva erőteljes sugárzást bocsát ki. A Tejútrendszer középpontjában lévő Sgr A* nevű szupernagy tömegű fekete lyukat például nem veszi körbe elég sok anyag ahhoz, hogy táplálkozzon belőle, így galaxisunk központi objektuma nem tartozik az aktív kategóriába.

A táplálkozó fekete lyukak ismertetőjegye, hogy található körülöttük egy lapos anyagbefogási (akkréciós) korong, amelyről folyamatosan anyag áramlik át a fekete lyuk felszínére. Az anyagáramlás következtében az akkréciós korong felforrósodik, és sugárzást bocsát ki. Ha egy ilyen fekete lyuk eléggé távol van ahhoz, hogy pontszerűnek látsszon, kvazárnak nevezzük. A kvazárokat alkotó fekete lyukak azonban nem csak táplálkoznak a körülöttük lévő anyagból, hanem a pólusaik mentén erőteljes anyagkifúvások (jetek) formájában elfújják környezetükből a további por- és gázanyagot, amelyekből az esetleges új csillagok kialakulhatnának az adott galaxisban.

A James Webb-űrtávcső képe a J1007+2115 nevű kvazárról. (Forrás: NASA/Yue, et al.)

A James Webb-űrtávcső által felfedezett J1007+2115 esetében is ez a helyzet: a táplálkozó fekete lyuk nagy mennyiségű anyagot lök el magától 7,6 millió km/h-s sebességgel. Az objektum gazdagalaxisa a mérések alapján igen gazdag a molekuláris gázban, illetve porban, tehát azokban az alkotóelemekben, amelyek elengedhetetlenül szükségesek a csillagkeletkezéshez. Ennek megfelelően a galaxisban 80-250 naptömegnyi új csillag keletkezik évente. Ez az erőteljes csillagkeletkezés azonban valószínűleg nem fog sokáig tartani: a galaxismag erőteljes szele valószínűleg rövid időn belül véget vet ezeknek a folyamatoknak. Mindezek mellett az anyagkifúvás eredményeként idővel egyre kevesebb táplálék jut majd a jelenleg körülbelül egymilliárd naptömegű fekete lyuknak, és így növekedési üteme nemsokára lassulásnak indul.

A kutatók jelenleg is intenzíven vizsgálják a távoli galaxis csillagszelének hatásait, és reményeik szerint a későbbiekben a James Webb-űrtávcső segítségével több ehhez hasonló aktív galaxismagot is találnak majd a korai Univerzumban, amelyek vizsgálatával megválaszolhatják a fekete lyukak táplálkozási szokásainak, és a galaxisok fejlődésének nyitott kérdéseit.

A kutatás eredményei fellelhetőek az arXiv preprint-szerveren.

A cikk forrása: https://www.space.com/james-webb-space-telescope-earliest-quasar-wind

Hozzászólás

hozzászólás