Jelenlegi elméleteink szerint a „legéhesebb” fekete lyukak olyan sok anyagot falnak be a környezetükből, hogy ezzel ki is oltják galaxisuk életét. A lukulluszi lakoma során, miközben a kavargó anyagfolyamot a fekete lyuk elnyeli, létrejöhet egy kvazárnak nevezett, rendkívül fényes objektum. Kiderült, hogy létezik olyan galaxis, amely ellenáll a fekete lyuk féktelen falánkságának, és képes arra, hogy évente körülbelül 100 Naphoz hasonló méretű csillagot hozzon létre.
A felfedezés, amelyet a NASA repülőgépre telepített obszervatóriuma, a SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) szállított, segíthet választ adni arra a kérdésre, hogy miként jöttek létre a nagy tömegű galaxisok, holott a Világegyetemet ma olyan csillagvárosok uralják, amelyekben már nem születnek csillagok.
„Az eredmények azt mutatják, hogy az aktív fekete lyukak növekedése nem szab gátat azonnal a csillagszületéseknek, pedig ez cáfolja a jelenleg elfogadott tudományos elméleteket.” – mondta Allison Kirkpatrick (University of Kansas), a tanulmány társszerzője. „Újra kell gondolnunk a galaxisok fejlődéséről szóló teóriákat.”
A NASA és a német űrügynökség, a DLR együttműködésében megvalósuló SOFIA obszervatórium egy rendkívül távoli galaxist vizsgált, amely több mint 5,25 milliárd fényévre van tőlünk. A CQ4479 jelű galaxis magja egy különleges kvazár, amelyet Kirkpatrick fedezett fel, és a „hűvös kvazár” nevet adta neki. Az ilyen kvazárok esetében az aktív fekete lyuk még mindig falja a galaxis anyagát, de a kvazár nem pusztította el az összes hűvös gázt, így továbbra is képződhetnek itt csillagok, vagyis a galaxis továbbra is él. A kutatók most először vizsgálhattak meg részletesen egy hűvös kvazárt azáltal, hogy megmérték a fekete lyuk növekedési ütemét, a csillagszületési rátát, valamint azt, hogy mennyi hűvös gáz maradt a galaxis táplálásához.
„Meglepett ez a furcsa galaxis, ami szembeszegül a jelenlegi elméletekkel.” – mondta Kevin Cooke (University of Kansas), a tanulmány vezető szerzője. „Ha ez a tandem növekedés folytatódik, akkor mind a fekete lyuk, mind pedig az azt körülvevő csillagok tömege megháromszorozódik még azelőtt, hogy a galaxis élete végéhez érne.”
A kvazárok, vagyis csillagszerű rádióforrások a Világegyetem legfényesebb és legtávolabbi objektumai között vannak. Megfigyelésük nehéz feladat, mert többnyire mindent túlragyognak a környezetükben. Akkor jönnek létre, amikor egy különösen aktív fekete lyuk hatalmas gravitációs erejével nagy mennyiségű anyagot húz be az őt körülvevő galaxisból. Egyre több és több anyag spirálozik gyorsuló tempóban a fekete lyuk központja felé, miközben felmelegszik, és fényesen izzik. A kvazárok olyan sok energiát termelnek, hogy gyakran túlragyogják a környezetüket, megakadályozva a galaxisuk megfigyelésére tett kísérleteket. A jelenlegi elméletek szerint ez az energia felhevíti vagy „elfújja” a hűvös gázt, amelyből csillagok alakulhatnának ki, és így véget vet a galaxis növekedésének. A SOFIA adatai szerint azonban van egy viszonylag rövid időszak, amikor a galaxisban a csillagképződés folytatódhat annak ellenére, hogy a fekete lyuk táplálkozik.
Ahelyett, hogy közvetlenül az újszülött csillagokat figyelte volna meg, a SOFIA a csillagképződés során felhevített por infravörös sugárzását vizsgálta. Az obszervatórium HAWC+ távoli infravörös képalkotó műszere által gyűjtött adatokból a kutatók megbecsülhették, mennyi csillag született a galaxisban az elmúlt 100 millió évben.
„A SOFIA segítségével bepillanthatunk abba a rövid időablakba, amikor a két folyamat együtt zajlik.” – mondta Cooke. „Ez az egyetlen teleszkóp, amellyel a csillagszületést vizsgálhatjuk ebben a galaxisban anélkül, hogy a kvazár erős fénye megakadályozná.”
A fekete lyuk és a csillagképződés egyidejű fennállásának időszaka a galaxis halálának kezdete, amikor még ellenáll a kvazár pusztító hatásainak. További megfigyelések szükségesek a SOFIA obszervatóriummal, hogy megtudjuk, más galaxisok is átesnek-e hasonló életszakaszon a haláluk előtt. A tervek szerint 2021-ben felbocsátandó James Webb-űrteleszkóp felfedheti, milyen hatásokat gyakorolnak még a kvazárok a galaxisukra.
Az eredményeket közlő szakcikk az Astrophysical Journal című folyóiratban jelent meg, és az arXiv preprint portálon online is elérhető.
Forrás: NASA
