Galaxisok ütközése: egyszer hopp, máskor kopp a hatalmas központi fekete lyuk sorsa

8149

Úgy tűnik, nem feltétlenül növekszik a központi fekete lyuk aktivitása galaxisok ütközésekor. Habár korábban ez az elmélet állt fent, egy új kutatás eredményei szerint akár éppen az ellenkezője is történhet. Roppant pontos modellekkel szimuláltak egy sor különböző ütközési folyamatot és arra jutottak, hogy bizonyos esetekben a központi fekete lyuk aktivitása lecsökken. Bizonyos frontális ütközések ugyanis éppen megtisztíthatják a galaktikus mag környezetét attól az anyagtól, ami táplálná a benne lévő fekete lyukat.

A kutatásban használt dinamikus modellel készített, két különböző ütközési folyamat vizualizációja. A felső sorban egy olyan esetet láthatunk, ahol az ütközés csökkenti a központi fekete lyuk aktivitását, míg az alsó esetben növeli azt. (Forrás: Miki et al., 2021)

Mikor olyan elképesztően hatalmas folyamatokra gondolunk, mint két galaxis ütközése, akkor hajlamosak lehetünk valamilyen kozmikus katasztrófát elképzelni; csillagok ütköznek és robbannak fel, óriási pusztítás mindenütt. A valóságban azonban sokkal inkább úgy néz ez ki, mintha két békés bárányfelhő egyesülne – általában a nagyobbik magába olvasztja a kisebbet. Nem valószínű, hogy bármely két csillag is ütközne, a valóságban borzasztó messze vannak egymástól. Ettől függetlenül, két galaxis ütközésének a következményei még lehetnek hatalmasak.

Többféle galaxisütközés létezik. Megeshet, hogy egy kisebb galaxis a nagyobbnak csak egy külső régiójával ütközik, amin vagy áthalad, vagy beleolvad – mindkét esetben egy sor csillag cserél otthont közben. Előfordulhat viszont, hogy a két galaxis frontálisan találkozik, ahol a kisebbik a nagyobb galaxis árapály erőinek hatására szétszakad. Ilyenkor valami roppant érdekes történhet a galaxismagokkal.

A tanulmány első szerzőjének, Yohei Miki (University of Tokyo) kutatónak az elmondása szerint a legtöbb galaxis központjában nagy tömegű fekete lyukat találunk. Amióta a tudomány galaxisok ütközésével foglalkozik, feltételezték, hogy az ütközések mindig plusz anyaggal látják el a magban levő fekete lyuk környezetét. Ezt az anyagot a fekete lyuk bekebelezi, aktivitása jelentősen megnő, ezt pedig többek között ultraibolya, vagy röntgen tartományú sugárzásként észlelhetjük. Ugyanakkor most jó okunk van feltételezni, hogy ez a folyamat nem mindig evidens, sőt, bizonyos esetekben az ellenkezője játszódhat le.

Fantáziarajzon a galaktikus mag körüli régiótól eltávolodó gáz. (Miki et al., 2021)

Logikusnak tűnik, hogy egy galaktikus ütközés csak növelné a központi fekete lyuk aktivitását, Miki és kutatócsoportja azonban le szerették volna ellenőrizni ezt a feltevést. Részletes modellt készítettek az ütközési folyamatok szimulálására, melyeket szuperszámítógépeken futtattak. Az eredményekből pedig ki is derült, hogy bizonyos körülmények között a beeső kisebb galaxis “ellophatja” a nagyobb központi régiójában levő gázt, csökkentve az aktivitást.

A kutatásban a nagy tömegű fekete lyuk körüli tórusz (vagy fánk) formában elhelyezkedő gáz dinamikus fejlődését vizsgálták. Ha a bejövő galaxis egy bizonyos határ fölé gyorsítja ennek a tórusznak az anyagát (ez a határ a fekete lyuk tulajdonságaitól függ), akkor az kilökődik, a fekete lyuk pedig éhezni fog. A folyamat akár évmilliókig is eltarthat, habár abban még nem biztosak, hogy a csökkent aktivitás ténylegesen meddig maradhat fenn. Az új kutatási eredményeknek köszönhetően a saját galaxisunk fejlődéséről is többet tudhatunk meg, ugyanis abban már biztosak vagyunk, hogy élete során a Tejútrendszer is számos kisebb galaxissal ütközött.

Forrás: University of Tokyo

Hozzászólás

hozzászólás