3,5 millió évvel ezelőtt nagyot robbant a Tejútrendszer központi fekete lyuka, hatásai pedig mindmáig kimutathatóak

13544

Galaxisunk, a Tejútrendszer középpontjában, mint minden rendes galaxiséban, egy szupernagy tömegű fekete lyuk, a Sagittarius A* jelű égitest bújik meg. Ez a monumentális központi objektum jelenleg csendes és nyugodt, sugárzása csak a rádiótartományban figyelhető meg. De nem volt ez mindig így. 3,5 millió éve hatalmas energiájú kitörést produkált. Ezt az afrikai síkságokat már két lábon bejáró korai őseink mintegy egymillió éven át tartó halvány derengésként láthatták is magasan a fejük fölött, a mai Nyilas csillagképben. A csillagászok ma, jó pár evolúciós ugrással később a NASA/ESA Hubble-űrtávcsövével próbálnak többet megtudni ennek a kataklizmának a körülményeiről. A galaxis peremvidékét fürkészve a kutatók rájöttek, hogy az őskori kitörés fénylésre késztette a Nagy és Kis Magellán-felhők nyomában húzódó távoli és hatalmas gázcsóvát.

A fekete lyuk kitörését valószínűleg egy a Napnál százezerszer nagyobb tömegű, a fekete lyuk anyagbefogási korongjára hulló hidrogénfelhő okozta. Az így kibocsátott ultraibolya sugárzás a galaxis síkja alatt és fölött egy-egy kúp alakú nyalábban távozott az extragalaktikus térbe. A galaxis déli pólusának irányába mutató fénykúp megvilágította a Magellán-áramlásnak nevezett gázsávot is. A felvillanás az elektronokat a protonoktól elszakítva gerjesztette a gázcsóva hidrogénjének egy részét – annyi gázanyagot, amiből 100 millió Nap kitelne. „A kitörés energiája olyan hatalmas volt, hogy nyomában a porsáv karácsonyfaként fénylett fel – igazi kataklizma volt ez!” – szemlélteti a régmúlt eseményeit a kutatást vezető Andrew Fox, a Baltimore-ban működő Space Telescope Science Institute (STScI) munkatársa. – „Ez azt mutatja, hogy a galaxis különböző régiói kapcsolatban állnak egymással. Ami a galaxis középpontjában történik, az hatással van a peremvidéken húzódó Magellán-áramlás eseményeire is. Új dolgokat tudunk meg arról, hogy milyen hatással van a fekete lyuk a galaxisra és környezetére.”

Fox és kutatócsoportja a Hubble-űrtávcső kiváló ultraibolya érzékenységére támaszkodott a megfigyelések során, miközben háttérkvazárok segítségével tanulmányozták a gázáramot. Az előtérben húzódó ionizált anyagú felhő jellegzetes nyomot hagy a távoli aktív galaxismagok intenzív fényén, miközben az elektromágneses hullámok áthaladnak a gázokon. A csillagászok a Hubble űrtávcső ultraibolya spektroszkópjával 21, a Magellán-áramlás mögötti távoli kvazáron túl a gázképződmény egy másik része, az Elülső Nyúlvány (Leading Arm) mögött található további tíz kvazár fényét is regisztrálták. Az Elülső Nyúlvány megelőzi a Kis és Nagy Magellán-felhőket a Tejútrendszer körüli keringési pályájukon.

Sematikus ábra a galaxisunk magjában található szupernagy tömegű fekete lyuk 3,5 millió évvel ezelőtti kitörésének ma megfigyelhető hatásairól. Ez a kitörés hozta létre a galaktikus pólusok körüli 30 ezer fényév kiterjedésű Fermi-buborékokat, valamint fénylésre késztette a sugárzási kúp nyalábjába eső Magellán-áramlást (Magellanic Stream), ami az Elülső Nyúlvánnyal (Leading Arm) együtt nem más, mint a Tejútrendszer (Milky Way) körül keringő Nagy és Kis Magellán-felhők (LMC és SMC) pályáján húzódó két hatalmas gáznyúlvány. Az Elülső Nyúlványt ugyanakkor nem gerjesztette a múltbéli kitörés, hiszen az már távolabb esik a fénykúptól. Forrás: NASA, ESA, és L. Hustak (STScI).

„A kvazárok gázfelhőn áthaladó fényének néhány konkrét hullámhossz-tartományára vagyunk kíváncsiak. Ezekben a tartományokban a felhő anyaga elnyeli a fényt” – fejti ki Elaine Frazer, szintén a kutatócsoport tagja és az STScI munkatársa. Frazer, akinek a feladata a spektroszkópiai adatok analízise volt, e munka során korábban ismeretlen trendekre lett figyelmes. – „A kvazárok fénye ezekben a hullámhossz-tartományokban nem nyelődne el, ha nem haladna keresztül a felhőn. Ily módon a gázanyagról tudhatunk meg többet.” A kutatócsoport megállapította, hogy a Magellán-áramlásban előforduló ionokat egy nagy energiájú felvillanás keltette. A kitörés olyan nagy energiájú volt, hogy még a Tejútrendszer középpontjától 200 ezer fényév távolságra található gázsávot is fénylésre késztette.

A Magellán-áramlással ellentétben az Elülső Nyúlvány nem mutatja galaxisunk magjának múltbéli felvillanása utáni felfénylés nyomát. Ez érthető is, hiszen a gázsávnak ez a része már nem esik bele a kitörés galaktikus pólusok irányába mutató fénykúpjába. Az elektromágneses sugárzás fényes kitörését anyagkidobódás is kísérte. Ez a forró plazma már 30 ezer fényév távolságra terjed ki a Tejútrendszer magjának északi és déli pólusai irányában. Ezeket a láthatatlan, milliónyi naptömeget tartalmazó anyagi képződményeket Fermi-buborékoknak nevezzük. Nagy energiájú gamma-sugárzásukat 2010-ben fedezték fel a NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope nevű gamma-űrtávcsővel. 2015-ben Fox a Hubble ultraibolya műszereivel már megállapította a Fermi-buborékok tágulási sebességét és anyagösszetételét is.

Fox csapata most pedig a buborékoknál távolabbra tekintett. „Mindig is úgy hittük, hogy a Fermi-buborékok és a Magellán-áramlás teljesen elkülönült és egymástól függetlenek, és mindkettő teszi a saját dolgát a galaxisunk halójának különböző régióiban” – vázolja Fox a múltat. – „Ma azonban már értjük, hogy ugyanaz, a galaxisunk középpontjából eredő fényes felvillanás fontos szerepet játszott mindkettő életében.”

Ezeket a vizsgálatokat a Hubble-űrtávcső rendkívüli ultraibolya érzékenysége tette lehetővé. Az elektromágneses sugárzásnak ez a tartománya nem jut el a Föld felszínére, mivel a légkör nagyrészt elnyeli, így csak a világűrből tanulmányozható. „Ez az elektromágneses spektrum egy rendkívül gazdag tartománya. Számos jelenség figyelhető meg az ultraibolya-tartományban” – hangsúlyozza Fox. – „Az optikai vagy infravörös tartományban ezek láthatatlanok. Ezért kell a világűrből végeznünk a megfigyeléseket. A feladatra egyedül a Hubble alkalmas.”

Forrás: Phys.org

Hozzászólás

hozzászólás