A fekete lyuk árnyéka után egy kvazár plazmanyalábját bontotta fel az Eseményhorizont Teleszkóp

7144

Tavaly áprilisban ismerhette meg a világ az első szupernagy tömegű fekete lyukról készített képet, most pedig egy másik különleges égi forrásnak az Event Horizon Telescope (EHT) méréseiből készült rádiótérképében gyönyörködhetünk. 2017 áprilisában ugyanis nem csak az M87 jelű galaxis középpontjában található fekete lyukat figyelték meg ezzel a rádióantenna-hálózattal, hanem a 3C 279 jelű kvazárt is.

Fantáziakép egy kvazárról (N. Kornmesser/ESA/Hubble, NASA)

A kvazárok a legfényesebb aktív galaxismagok közé tartoznak. A hatalmas kisugárzott teljesítmény forrása a központjukban elhelyezkedő milliárd naptömegű fekete lyukra behulló anyag. A fekete lyukra áramló gáz egy anyagbefogási korongba rendeződik. A rádióhangos kvazárok esetében, mint amilyen a 3C 279 is, erre a korongra merőlegesen nagy energiájú plazmakilövellések, jetek indulnak ki. A 3C 279-ben elhelyezkedő anyagbefogási korongra majdnem teljesen „felülről”, lapjával látunk rá. Ezért a felénk mutató jet szinte pontosan a látóirányunkba mutat, korábbi mérések szerint alig két fokos szöget zár be azzal. Az égbolt síkjára vetítve a jet nagyjából délnyugati irányba mutat. Az EHT méréseitől azt várták, hogy ezt a délnyugati irányú jet-emissziót fogják detektálni. A kutatók meglepetésére azonban nemcsak ezt sikerült észlelni.

A 3C 279 jelű kvazár méréseiben résztvevő Event Horizon Telescope antennák (NSF/AUI/NRAO)

Az EHT rádióantenna-hálózat 8 antennája, Spanyolországtól a Déli-sarkvidékig, Hawaiitól Chiléig vettek részt a mérésekben. Az EHT az úgynevezett nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (very long baseline interferometry, VLBI) technikát valósítja meg. Az egymástól több ezer kilométerre elhelyezkedő antennák egyszerre figyelik meg ugyanazt az égi objektumot. A mért rádiójeleket rögzítik, és később egy szuperszámítógép (a korrelátor segítségével) állítják elő az intereferenciát, az adatokból aztán további eljárásokkal lehet elkészíteni az objektum rádióintenzitás-térképét. Egy ilyen VLBI hálózat szögfelbontása nem az egyedi antennák méretétől, hanem a két legtávolabbi antenna távolságától függ. Lényegében az EHT 8 antennája úgy működik, mint egy fél Föld méretű virtuális óriásteleszkóp. Felbontóképessége akkora, hogy a Holdon egy narancsot meg tudnánk vele figyelni, már ha a Holdon lennének narancsok, és azok az 1,3 mm-es rádió-hullámhosszakon (ahol az EHT működik) sugároznának. A 3C 279-es kvazár távolságában ez körülbelül fél fényévnyi felbontásnak felel meg.

A 3C 279 jelű kvazár különböző VLBI hálózatokkal készült térképei (Kim et al. 2020)

A meglepő eredmény, amit az EHT mérések mutattak, a 3. ábrán látható. A délnyugati irányban elnyúlt jet mellett egy arra merőlegesen elhelyezkedő és annál fényesebb rádiósugárzó komponenst is detektáltak. A kisebb képeken látható, hosszabb hullámhosszakon készült felvételek nem elegendő felbontásúak, hogy ezt a struktúrát felfedjék. Így aztán nem csoda, hogy a kutatók meglepődtek az EHT térképeit látva. Az eredmény ugyanis robusztus: négy, egymástól pár nap különbséggel végzett megfigyelés mindegyike ezt a struktúrát mutatja. Az első feltételezések szerint vagy a jet alapja szélesedik ki ennyire, és a rádiósugárzás szinte az anyagbefogási korong elhelyezkedését követi, vagy pedig a jet kis skálákon más irányba indul, és egy nagyot kanyarodva éri el a délnyugati irányt. További kérdéseket vet fel az is, hogy a néhány napos különbséggel végzett mérések között jelentős változást is detektáltak.

Végezetül a szerzők azt is megjegyzik, hogy a mérés idején a 3C 279 jelentős aktivitást mutatott a nagyenergiás gammatartományban is. További cikkekben ígérik a gamma-sugárzás és a rádiótartományban kapott eredmények közös tárgyalását.

A COVID-19 járvány miatt az idei tavaszi EHT-megfigyeléseket el kellett halasztani, így viszont a kutatóknak van idejük, hogy az eddigi megfigyeléseket minél alaposabban feldolgozzák. A közeljövőben várhatók újabb cikkek a 3C 279-ről és talán a Tejútrendszer középpontjában lévő fekete lyukról is, hiszen azt is megfigyelték már az EHT-vel.

Forrás:

Köszönetnyilvánítás:

A cikk az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-19-4 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának szakmai támogatásával készült.

Hozzászólás

hozzászólás