Kvazár szülőgalaxis nélkül?

52

Meglepő eredmények születtek a HST (Hubble Space Telescope) és a VLT
(Very Large Telescope, Cerro Paranal, Chile) kvazárokkal kapcsolatban
végzett kutatási programja során. Először detektáltak ugyanis egy
nagytömegű fekete lyuk kiváltotta kvazárt, amely nem kapcsolódik
galaxishoz. Lehetséges, hogy a VIRGOHI21 jelű sötét galaxis felfedezése
után egy újabb van a láthatáron?

Az európai csillagászokból álló
kutatócsoport a NASA/ESA Hubble Űrteleszkópját, illetve az ESO
(European Southern Observatory) VLT műszerét használta kutatásaik
során. A megfigyelésről készült tanulmány a Nature-ben jelent meg 2005.
szept. 15-én. Állításuk szerint felfedeztek egy fényes kvazárt, amely
nem kapcsolódik nagytömegű szülőgalaxishoz. A kvazárok (QSR –
csillagszerű rádióforrás) aktív galaxisok magjaiként voltak ismertek
eddig, luminozitásuk a Napénak akár 1014-szerese is lehet.
Tipikus távolságuk z=2,5 körüli vöröseltolódás értékhez köthető, ekkor
volt ugyanis az Univerzum egyik fontos időszaka: a kvazár-kor, amely az
intenzív csillagkeletkezés időszaka is. Minden kvazár középpontjában
egy 106-109 naptömegű fekete lyuk van, ez környezetével kölcsönhatva hozza létre az erős sugárzást.

A
kutatócsoport 20 viszonylag közeli kvazárt tanulmányozott, és ebből 19
esetben a „klasszikus kvazár-képet” kapta: egy nagytömegű galaxis
középpontjában lévő nagytömegű fekete lyukat. Ám a HE0450-2958 jelű, 5
milliárd fényév távolságú kvazár esetében nem sikerült kimutatni a
szülőgalaxist. A csillagászok véleménye szerint itt egy normál
spirálgalaxis és egy egzotikus objektum (középpontjában egy fekete
lyukkal) üközésének nagyon ritka esete állhat fenn.

A több ezer –
több millió naptömegű fekete lyukak jelenléte a legtöbb galaxis –
köztük Tejútrendszerünk – középpontjában ma már általánosan elfogadott
feltevés. Bár közvetlenül nem észlelhetjük őket, de közvetetten, a
környezetükből a lyukba spirálozó anyag sok bizonyítékot
szolgáltat létezésükre: így van ez a kvazárok esetében is.
Az utóbbi évtizedek során (legnagyobbrészt a HST-vel) készült
észlelések szinte tényként mutatták, hogy a kvazárok nagytömegű
galaxisok magjában foglalnak helyet. Igaz, a szülőgalaxis észlelése
elég nehéz feladat, hiszen a központi tartomány luminozitása jóval
nagyobb, mint a galaxis többi részének együttes luminozitása, ezért
felfedezésüket (1963, Marteen Schmidt) követően még sokáig vitatott
volt, hogy valóban csillagszerűek-e ezek az objektumok, vagy
galaxisokhoz kötöttek.

A galaxis nélküli HE0450-2958 jelű (balra) és a galaxisba ágyazott HE1239-2426 jelű (jobbra) kvazár (NASA, ESA, ESO, Frédéric Courbin, Pierre Magain nyomán)

A
probléma áthidalására a csillagászok egy új stratégiát dolgoztak ki. A
HST optikai tartományban készült képeit és spektrumait kombinálták a
VLT ugyanazon időpontban készített felvételeivel. Még e kidolgozott
technika segítségével sem sikerült a szülőgalaxis jelenlétét kimutatni
a HE0450-2958 körül. Ha mégis létezik ilyen, akkor legalább hatszor
halványabbnak kell lennie, mint egy átlagos galaxis, vagy a kvazárhoz
nagyon közel, 300 fényévnyi tartományon belül helyezkedik el (vagyis
20-170-szer kisebb, mint egy átlagos kvazár szülőgalaxisa 6000-50000
fényév sugarával). "A HST és a VLT kombinálásával biztosak lehetünk
benne, hogy ha létezne normál szülőgalaxis, akkor azt detektáltuk
volna." mondta Pierre Magain (Universite de Ličge, Belgium), a témán
dolgozó csillagászok egyike. "Ezért le kell vonnunk a következtetést,
hogy várakozásunkkal ellentétben a fényes kvazárt nem veszi körül
galaxis."

Ugyanakkor detektáltak egy kisebb – 2500 fényév
átmérőjű – gázfelhőt nem messze a kvazártól. A VLT észlelései alapján a
felhő hőmérséklete nagyon magas, mivel folyamatosan a kvazárból eredő
sugárzás „bombázása alatt” áll. Valószínűleg a fekete lyuk ezen
gázfelhő anyagából nyeri az aktivitásához szükséges utánpótlást. A
Hubble felvételén egy erősen perturbált – valószínűleg ütközést követő
állapotban lévő – galaxis is látható a kvazár környékén. A VLT
észlelései alapján viharos sebességű csillagkeletkezés indult be azon a
területen.

"A nagytömegű szülőgalaxis hiánya, a gázfelhő és az
intenzív csillagkeletkezést produkáló galaxis jelenléte együttesen arra
utal, hogy egy egzotikus kvazár-jelenség szemtanúi lehetünk." mondja a
kutatócsoport egyik tagja, Frederic Courbin (Ecole Polytechnique
Federale de Lausanne, Svájc). "Meg kérdéses, hogy a galaxis
megnövekedett csillagkeletkezési rátája és a kvazártevékenység
beindulása egy 100 millió evvel ezelőtti ütközés eredménye-e, és hogy
mi történt a kvazár feltételezett szülőgalaxisával."

A
HE0450-2958 mindenesetre sok izgalmas kérdést és lehetséges értelmezést
vet fel. A szülőgalaxis teljesen megsemmisült az ütközés következtében?
Nehéz elképzelni, hogyan történhetett. Befogott-e a fekete lyuk a
spirálgalaxis anyagából az ütközés során? A további kutatások
remélhetőleg tisztázzák majd a problémát. Egy másik érdekes feltevés
szerint a fekete lyukat tartalmazó galaxis azért nem látható, mert a
rejtélyes sötét anyag alkotja (erre eddig összesen egy példát
ismernek). Az is lehet, hogy a felvételeken látható állapot egy
teljesen átlagos fázisa a nagytömegű galaxisok keletkezésének, amely
ebben az esetben több milliárd évvel „elkésett” társaihoz képest.

Forrás: STScI-2005-13

Hozzászólás

hozzászólás