Sosem látott robbanást produkált egy fekete lyuk

7653

Megfigyelték a valaha látott legnagyobb robbanást a világegyetemben. Az elképesztően nagy, rekorder kitörést egy fekete lyuk produkálta, egy több száz millió fényévre lévő galaxishalmazban.

A világegyetemben eddig tapasztalt legnagyobb robbanás bizonyítékát a Chandra-röntgenobszervatórium és az XMM-Newton távcső adatai, valamint a Murchison Widefield Array és az indiai Giant Metrewave rádióteleszkóp mérései szolgáltatták. A kitörést egy halmaz központi galaxisában található fekete lyuk produkálta. A kilövellő anyagsugarak (jetek) lyukat vájtak a környező forró gázba. A kutatók becslései szerint a robbanás ötször annyi energiát szabadított fel, mint a korábbi rekorder. (Forrás: X-ray: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF)

„Bizonyos mértékben ez a robbanás hasonló volt ahhoz, mint amikor 1980-ban egy vulkánkitörés leszakította a Mount Saint Helens tetejét.” – mondta Simona Giacintucci (Naval Research Laboratory), az eredményeket közlő tanulmány vezető szerzője. „A fő különbség az, hogy a galaxishalmaz forró gázában keletkezett kráterbe beleférne 15 Tejútrendszer is.”

A felfedezéshez a csillagászok a NASA Chandra-röntgenobszervatóriumának és az ESA XMM-Newton távcsövének röntgenadatait, valamint az ausztrál Murchison Widefield Array és az indiai Giant Metrewave rádióteleszkóp adatait használták. A páratlan kitörést az Ophiuchus csillagképben látható galaxishalmazban észlelték, a Földtől körülbelül 390 millió fényévre. A galaxishalmazok a világegyetem legnagyobb, a tömegvonzás által egyben tartott csoportosulásai, amelyek több ezer galaxist, sötét anyagot és forró gázt tartalmaznak.

Az Ophiuchusban látszó halmaz közepén van egy nagy galaxis, amely szupernehéz fekete lyukat rejt magában. A kutatók szerint ez a fekete lyuk a kitörés forrása.

A fekete lyukak inkább arról híresek, hogy magukba szívják az anyagot, mégis előfordul, hogy elképesztő mennyiségű anyagot és energiát bocsátanak ki. Ez akkor fordul elő, amikor a fekete lyuk felé áramló anyag jetek vagy anyagsugarak formájában kiáramlik az űrbe, és eloszlik a környező anyagban.

A Chandra megfigyelései már 2016-ban kimutatták az Ophiuchusban látható hatalmas robbanás nyomait. Werner Norbert és munkatársai akkor arról számoltak be, hogy a Chandra felvételén egy szokatlan ívet vettek észre a halmazban. A kutatók arra gondoltak, hogy ez a forró gázba vájt lyuk széle lehet. A lehetőséget azonban elvetették, részben azért, mert hatalmas mennyiségű energiára lenne szükség ahhoz, hogy a fekete lyuk ilyen nagy üreget vájjon a gázba.

Giacintucci és munkatársai szerint a hatalmas robbanás azonban valóban megtörtént. Tanulmányukban először is megmutatták, hogy az ívet az XMM-Newton is érzékelte, megerősítve a Chandra megfigyelését. Előrelépést az MWA új rádióadatai és a GMRT archív adatai szolgáltattak, amelyek megmutatták, hogy az ív valóban egy üreg széle, amely rádiósugárzást kibocsátó térrészt vesz körül. A sugárzás a közel fénysebességre gyorsult elektronoktól származik. A gyorsulást a szupernehéz fekete lyuk idézte elő.

Az Ophiuchus kráterének létrejöttéhez ötször annyi energia kellett, mint a korábbi rekorder, az MS 0735+74 robbanásához. A fekete lyuk kitörése már befejeződött: a kutatók nem találtak bizonyítékot jelenlegi jetekre a rádióadatokban. Erre a Chandra megfigyelései adnak magyarázatot, amelyek azt mutatják, hogy a röntgenadatokban látott sűrűbb és hűvösebb gáz jelenleg a központi galaxistól eltérő helyen található. Ha ez a gáz eltávolodott a galaxistól, akkor a fekete lyuk nem jutott hozzá a növekedéshez szükséges anyaghoz, és a jetek leálltak.

A gáz valószínűleg azért mozdult el, mert a halmaz közepe körül körkörösen hullámzott nagyjából úgy, ahogy bor a meglendített pohár falán. Ez többnyire két galaxishalmaz ütközésekor következik be, de most a robbanás váltotta ki.

Az egyik rejtély az, hogy csak egyetlen hatalmas, rádiósugárzást kibocsátó régiót találtak, mivel az ilyen rendszerek általában kettőt tartalmaznak a fekete lyuk két ellentétes oldalán. Elképzelhető, hogy a halmaz másik oldalán lévő gáz kevésbé sűrű, így az onnan érkező rádiósugárzás gyorsabban gyengül.

„Ahogy az az asztrofizikában megszokott, több hullámhosszon rögzített megfigyelésekre van szükségünk ahhoz, hogy megértsük a fizikai folyamatok működését.” – mondta Melanie Johnston-Hollitt, a tanulmány társszerzője. „A röntgen- és rádióteleszkópok együttes adatai fedték fel ezt a rendkívüli forrást, de több információra van szükségünk az objektummal kapcsolatos kérdések megválaszolásához.”

Az eredményeket közlő tanulmány február 27-én jelent meg a The Astrophysical Journal című szaklapban.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás