Csillagászok egy fél évszázada tartó kutatás után végre bizonyítékot találtak arra, hogy a Tejútrendszer közepén található szupermasszív fekete lyukból, a Sagittarius A*-ból (Sgr A*) erős szél fúj. Ez a felfedezés mélyebb megértést nyújt a fekete lyukak körüli fizikai folyamatokról és galaxisunk szívének működéséről.
A tudósok régóta feltételezték, hogy a fekete lyukak energiát termelnek, amikor anyagot fogyasztanak, és ez az energia eltaszítja az anyagot a környezetükből. Ezt a jelenséget nevezik „fekete lyuk szeleknek”. Ez még az Sgr A*-ra is vonatkozik, amely olyan csekély mennyiségű gázt és port fogyaszt, hogy egy ember számára ez egyetlen rizsszem elfogyasztásának felelne meg egymillió évente.
A probléma az volt, hogy a kutatók nem tudták bizonyítani ezeknek a szeleknek a létezését a Tejútrendszer szívében. Ez egy ötven éve húzódó rejtély volt a csillagászatban – egészen mostanáig. „Ha egy fekete lyuk nem tökéletes vákuumban létezik, akkor valamilyen szelet kell fújnia. A világegyetemben pedig nincs tökéletes vákuum” – mondta Mark Gorski, a Northwestern Egyetem kutatója, a csapat egyik vezetője.
Nem volt könnyű meglátni a fekete lyuk szeleit
A tudósok már régóta tudják, hogy a táplálkozó fekete lyukak erős anyagkiáramlásokat indítanak el maguk körül, beleértve a jeteket és a szeleket. A szeleket az okozza, hogy a fekete lyukba zuhanó anyag a fény sebességéhez közelítő sebességre gyorsul, ami nyomást generál, és eltaszítja a befelé áramló anyagot. Ezt már megfigyelték falánk fekete lyukaknál, de az alig táplálkozó Sgr A*-nál nem.
Az Sgr A* csekély anyagfogyasztása és az a tény, hogy a Tejútrendszer síkja eltakarja előlünk, megnehezítette a szél nyomának követését. Gorski kollégája, Lena Murchikova rámutatott, hogy a kutatók elsőként észleltek molekuláris gázt közvetlenül az Sgr A* közelében, ami táplálja a szupermasszív fekete lyukat. Ez azt mutatja, hogy az Sgr A* hasonló más szupermasszív fekete lyukakhoz.
„A szél nem erős, és iránya valószínűleg idővel változik. Ez azt mutatja, hogy a fekete lyukunk nem egyedi, és a helyünk a világegyetemben sem az” – tette hozzá Murchikova. „Ahhoz, hogy megfigyeljük a saját fekete lyukunkat, át kell néznünk a galaxisunk síkján. Ez azt jelenti, hogy gázon, poron és ionizált struktúrákon kell áthatolnunk, ami nem könnyű.”
A felfedezés megerősítése
A nehézségek leküzdésére a csapat az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) öt évnyi mély megfigyelését használta fel. Ez a 66 rádióantennából álló rendszer Észak-Chilében található, és a valaha volt legélesebb képet adta a hideg molekuláris gázról az Sgr A* körül. A tudósokat lenyűgözte egy három fényév hosszú, kúp alakú üreg a hideg gázfelhőben.
A kutatók arra következtettek, hogy ezt az üreget a fekete lyukból érkező forró gáz, azaz a fekete lyuk szele takaríthatta ki. Ez a szél vagy eltolta a hideg gázt, vagy felmelegítette azt. „Ha forró anyagot fújsz ki a fekete lyukból, az nem fog együtt létezni a hideg anyaggal” – magyarázta Gorski. „Vagy kitolja a hideg anyagot, vagy felmelegíti. Ha pedig túl forró, többé nem látod a hideg gázt.”
Az eredmények megerősítésére a tudósok a NASA Chandra röntgenteleszkópjának megfigyeléseit is felhasználták. „A rendkívüli állítások rendkívüli bizonyítékokat igényelnek” – mondta Gorski. „A Chandra röntgenképe tökéletesen illeszkedett a képbe. A molekuláris jellemzők egy vonalba kerültek.” Ez megerősítette, hogy a hideg gázban lévő üreg helyéről röntgensugárzás érkezik, ami alátámasztja a fekete lyuk szélének elméletét.
© X-ray: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Image processing: NASA/CXC/SAO/K. Arcand and P. Edmonds. NASA/UMass/D.Wang et al.
Forrás: Space.com ↗̱
