Egy csésze kozmikus teát? Talán nem bír olyan nyugtató hatással, mint a földi teák, de mindenképpen érdekes élményt nyújt. Egy galaxisban, amelyben a Teáscsésze elnevezésű alakzat látható, épp galaktikus vihar tombol.
A kozmikus égiháború kirobbantója egy szupernehéz fekete lyuk, amely az SDSS 1430+1339 jelzésű galaxis központjában helyezkedik el. A galaxis középső részén lévő anyag lassan a fekete lyuk felé húzódik, és a közelébe érve az erős gravitáció és a mágneses tér hatására nagy energiára tesz szert. A fekete lyukba hulló anyagnak erősebb a sugárzása, mint a galaxis többi csillagának együttvéve. Ezeket az aktívan növekvő fekete lyukakat nevezzük kvazárnak.
A Földtől 1,1 milliárd fényévre lévő, a Teáscsészének otthont adó galaxist 2007-ben, a Galaxy Zoo projekt keretében amatőrcsillagászok fedezték fel a Sloan Digitális Égboltfelmérés program képein. Később hivatásos csillagászok űrtávcsövek segítségével gyűjtöttek adatokat a galaxis történetéről, szem előtt tartva a jövőben bekövetkező vihart.
A Teáscsésze „füle” egy hatalmas, buborék alakú, optikai és röntgensugárzást kibocsátó fénygyűrű. A szupernehéz fekete lyuktól nagyjából 30 ezer fényévre lévő alakzat valószínűleg egy vagy több, a fekete lyukból származó kitörésből ered. A rádiósugárzási adatokban szintén jól látszik a buborék, és azok egy másik, hasonló méretű buborékot is felfednek a fekete lyuk túloldalán.
A korábbi optikai megfigyelések megmutatták, hogy a Teáscsésze fülének atomjai ionizáltak: akkor szerezték a töltésüket, amikor az elektronjaik egy része a kvazár múltbeli erős sugárzása miatt levált. A kutatók összehasonlították az atomok múltbéli ionizációjához szükséges sugárzás mennyiségét a kvazár optikai megfigyeléseiből következtetett jelenlegi mennyiséggel. Az összehasonlítás arra utalt, hogy a kvazár sugárzása az elmúlt 40-100 ezer évben legalább ötvenszer vagy akár hatszázszor gyengébbé vált. Ezt az erős csökkenést a kutatók szerint az okozhatja, hogy a Teáscsésze kvazárja gyengül vagy haldoklik.
A Chandra űrteleszkóp és az Európai Űrügynökség XMM-Newton űrtávcsöve olyan adatokkal látta el a csillagászokat, amelyeknek köszönhetően jobban megismerhetjük a galaktikus vihar történetét. A röntgenspektrumok azt mutatják, hogy a kvazárt erősen elhalványítja a körülötte lévő gáz. Ez azt jelenti, hogy sokkal nagyobb mértékű ionizáló sugárzást bocsát ki, mint amit az optikai adatokon alapuló becslések jeleztek, így a haláláról szóló pletykák túlzóak lehetnek. Úgy látszik, hogy a kvazár sugárzása az elmúlt százezer évben csupán huszonötször lett kisebb.
A Chandra adatai arra is bizonyítékot szolgáltattak, hogy a buborékon belül forróbb a gáz, mint azon kívül, ami azt jelenti, hogy a fekete lyukból anyag áramolhat ki. A kvazár sugárzása által hajtott anyagáram hozta létre a Teáscsésze buborékait.
Korábban is figyeltek már meg különböző méretű buborékokat elliptikus galaxisokban, galaxiscsoportokban és galaxishalmazokban, amelyeket szupernehéz fekete lyukakból kilövellő keskeny jetek, vagyis közel fénysebességgel száguldó részecskék erőteljes árama hozott létre. Ezen fekete lyukak energiájukat nagyrészt jetek formájában adják le, nem sugárzás útján.
A csillagászok megállapították, hogy az erős jeteket tartalmazó rendszerekben a buborékok létrehozásához szükséges energia arányos a rendszerek röntgenfényességével. Meglepő módon a sugárzás által dominált Teáscsésze-kvazár ugyanezt a mintát követi. Eszerint a főként sugárzással jellemezhető kvazár-rendszerek és az erős jeteket produkáló testvéreik hasonló hatással lehetnek galaktikus környezetükre.
Az eredményeket ismertető tanulmány 2018. március 20-án az Astrophysical Journal Letters folyóiratban jelent meg.
Forrás: Storm Rages in Cosmic Teacup, NASA
