Zsófia, Róbert2019. szeptember 17., kedd
Tudomány

Sötét titkot rejtenek az ősi galaxisok magjai

2018.07.02.ELTE
National Geographic Magyarország

A „vörös rögöknek” nevezett objektumok a galaxisok különleges, ritka típusát alkotják, ezek az ősrobbanás utáni első évmilliárdban létrejött, első nagy tömegű galaxisok maradványai.

Fantáziarajz az MRK 1216 „vörös rög” típusú galaxisról, közepén a szokásosnál is nagyobb óriás fekete lyukkal. A kis kép a galaxisnak a Chandra-röntgentávcső megfigyelései alapján előállított képét mutatja
Forrás: röntgen: NASA/CXC/MTA-Eötvös University/N. Werner et al.; grafika: NASA/CXC/M. Weiss

Legtöbbjük a Világegyetem története során összeolvadt más galaxisokkal, néhány azonban megmaradt ősi állapotában. Az egyik MTA–ELTE Lendület kutatócsoport vezetője egy nemzetközi csapattal a Chandra-röntgentávcső megfigyelései alapján kimutatta, milyen hatással vannak a „vörös rögök” magjában lévő fekete lyukak a csillagok kialakulására.

A csillagászok egy évtizeddel ezelőtt fedezték fel a galaxisoknak azt a nagy tömegű egyedekből álló, kicsiny populációját, amelyet „vörös rögöknek” (red nuggets) neveztek el. A nagyon távoli objektumokat először a Hubble-űrtávcső felvételein azonosították, távolságuk az ősrobbanás utáni három–négy milliárd évvel ezelőtti állapotot jelez. Kiderült, hogy a vörös rögök az első, nagy tömegű galaxisok maradványai, amelyek az ősrobbanást követő egymilliárd év során jöttek létre. Egyúttal feltételezik, hogy a vörös rögök lehetnek azoknak az óriás elliptikus galaxisoknak az ősei, amelyeket a Világegyetem közelebbi részein figyelhetünk meg. A vörös rögök tömege hasonló ezeknek az óriás elliptikus galaxisoknak a tömegéhez, méretük azonban mintegy ötöde azokénak.

A legtöbb vörös rög az évmilliárdok során egyesült más galaxisokkal, kis hányaduk azonban átvészelte az univerzum történelmét anélkül, hogy közelebbi kapcsolatba került volna más galaxisokkal, így lényegében érintetlen állapotukban maradtak meg. Következésképpen az aranyrögökről elnevezett galaxistípus tagjai segíthetnek a csillagászoknak, amikor arra kíváncsiak, hogyan fejlődtek a galaxisok és a magjukban lévő, szupernagy tömegű fekete lyukak az évmilliárdokon át tartó elszigeteltségben.

Mohó fekete lyukak a középpontban
A NASA 2018. június végén sajtóközleményben adott hírt egy, a vörös rögökre vonatkozó új kutatási eredményről, amely szerint a galaxisok magjában található óriás fekete lyukak ezekben a galaxisokban elfojtják a csillagok keletkezését, miközben a csillagok felhasználatlan üzemanyagát magukévá téve szokatlanul nagyra híznak.

A felfedezést az a nemzetközi kutatócsoport tette, amelynek vezetője (és a felfedezésről hírt adó tudományos publikáció első szerzője) Werner Norbert, az ELTE Fizikai Intézetében 2016 óta működő MTA–ELTE Lendület Forró Univerzum Kutatócsoport vezetője, aki emellett a brnói Masaryk Egyetem Elméleti Fizikai és Asztrofizikai Tanszéke, valamint Hirosimai Egyetem Természettudományi Karának munkatársa is. Egyik szerzőtársa, Kiran Lakhchaura részben ugyanebben a Lendület csoportban, részben az új Felsőoktatási Intézményi Kiválósági Program keretében dolgozik. Rajtuk kívül japán és amerikai egyetemek csillagászai közül is részt vettek a munkában. Kutatásaikhoz a NASA röntgencsillagászati űrobszervatóriuma, a Chandra méréseit használták. Eredményeiket ismertető publikációjuk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című folyóiratban idén márciusban jelent meg.

A Chandra-űrtávcsővel két ilyen elszigetelt galaxisban (MRK 1216 és PGC 032673) vizsgálták a forró gáz tulajdonságait. Bár a legrégebbi vörös rögök több milliárd fényév távolságban vannak, a két vizsgált objektum távolsága „mindössze” 295 millió, illetve 344 millió fényév. A két galaxis mintegy 13 milliárd év óta létezik, méghozzá anélkül, hogy eközben más galaxisokkal kölcsönhatásba kerültek volna, ami ritkaság, mert a galaxisok közötti kölcsönhatások, ütközések, összeolvadások meglehetősen gyakoriak a Világegyetemben. A termikus röntgensugárzást kibocsátó, vagyis több millió fokos hőmérsékletű gáz vizsgálata betekintést nyújt azokban a folyamatokba, amelyeket a galaxisokban lévő óriás fekete lyuk generál. „Megállapítottuk, hogy a fekete lyukak elhatalmasodnak ezekben a galaxisokban, ami nem kedvez a csillagok kialakulásának” – fogalmazott Werner Norbert a NASA sajtóközleményében.

Pusztító forróság, galaktikus étvágy
A csillagászok régóta tudják, hogy a fekete lyukba behulló anyagot az erős gravitációs és mágneses tér kifelé térítheti. Az így kialakuló nagy sebességű gázkilövellések (jetek) elfojtják a csillagkeletkezést, mert a fekete lyuk közelében lejátszódó, heves folyamatok intenzív energiaforrást jelentenek, kisugárzott hőjük pedig megakadályozza, hogy a galaxisban a csillagközi gáz eléggé lehűljön ahhoz, hogy tömegesen csillagok keletkezhessenek belőle.

Az MRK 1216 „vörös rög” galaxis képe az optikai (Hubble-űrtávcső) és a röntgen (Chandra-röntgentávcső) tartományban
Forrás: röntgen: NASA/CXC/MTA-Eötvös University/N. Werner et al.; optikai: NASA/STScI

Az MRK 1216 galaxis középpontjában a gáz forróbb a környezeténél, ami a fekete lyuk közelmúltbeli fűtő hatását mutatja. A galaxis középpontjából rádiósugárzás is érkezik, ami a fekete lyukból kiinduló gázkilövellések jele. Végül, a fekete lyuk közelében a röntgensugárzás mintegy százmilliószor gyengébb a fekete lyukak maximális növekedési sebességét megszabó elméleti határnál (az úgynevezett Eddington-határnál), ahol a kifelé ható sugárnyomás egyensúlyt tart a gravitációs vonzással. Mindezen megfigyelési tények együttesen határozottan azt bizonyítják, hogy ezekben a vörös rögökben a központi fekete lyuk aktivitása elnyomja az új csillagok keletkezését.

A fekete lyukak és a forró gáz között másfajta kapcsolat is lehet. A szerzők véleménye szerint a két galaxisban lévő fekete lyuk tömegének jelentős hányada a galaxisokat körülvevő gázból származik. Az MRK 1216 és a PGC 032873 galaxisokban található fekete lyukak az ismert legnagyobbak közé tartoznak, a középpontjuk közelében lévő csillagok sebességének optikai megfigyelése alapján becsült tömegük körülbelül 5 milliárd naptömeg lehet. Továbbá, az MRK 1216-ban lévő fekete lyuk tömege biztosan, a PGC 032873-ben lévőé pedig valószínűleg a galaxisok központi tartományában található csillagok együttes tömegének néhány százalékát teszik ki, míg ugyanez az arány a legtöbb galaxisban körülbelül egy nagyságrenddel kisebb. Úgy tűnik tehát, hogy a fekete lyukak nemcsak gátolják a csillagok keletkezését, hanem a galaxis anyagának egy részét is magukba szippantják.

Végül azt is megállapították, hogy a PGC 032873-ban és körülötte található forró gáz mintegy tízszer halványabb, mint az MRK 1216 körül megfigyelhető gáz. Mivel mindkét galaxis másoktól elszigetelten fejlődött az elmúlt 13 milliárd évben, az eltérést feltételezhetően az okozhatja, hogy a PGC 032873-ban lévő fekete lyuk a múltban sokkal hevesebb kitöréseket produkálhatott, ami elfújta a forró gázt.

Hozzászólások

Emmy-díjakat nyert a NASA

Emmy-díjakat nyert a NASA

Az amerikai űrhivatal két Emmyt is nyert a Mars InSight és a SpaceX Crew Dragon Demo-1 missziójának kimagasló interaktív közvetítéséért.

A telefonhírmondó létrehozója

A telefonhírmondó létrehozója

1844. szeptember 17-én született Puskás Tivadar, a rádió ősének, a telefonhírmondónak megvalósítója.

Sötét utazás az univerzumban – csillagászat látássérülteknek

Sötét utazás az univerzumban – csillagászat látássérülteknek

A csillagos égboltot és jelenségeit bemutató kiállítás készült látássérültek számára az Európai Déli Obszervatórium segítségével.

Magyar fotográfus lett az év asztrofotósa

Magyar fotográfus lett az év asztrofotósa

Magyar fotós nyerte az Insight Investment Az Év Asztrofotósának járó díjat.

Vulkánkitörés okozta a gyönyörű napkeltéket

Vulkánkitörés okozta a gyönyörű napkeltéket

Augusztus végén és szeptember elején az Egyesült Államokban több alkalommal is különös, mély lila árnyalatot öltött a napkelte.

National Geographic 2019. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

8 220 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket