Egy falánk fekete lyuk a szomszédunkban – ez a kifejezés nem egy sci-fi film címe, hanem egy valóságos csillagászati felfedezés, amely új távlatokat nyithat az univerzum korai korszakának megértésében. A kutatók egy olyan szupermasszív fekete lyukat azonosítottak, amely a Földhöz viszonyítva meglepően közel, mindössze 1,8 milliárd fényévre található az SDSS J110546.07+145202.4 jelű galaxis középpontjában. Ez az égitest olyan mohón falja fel a környezetében lévő anyagot, hogy viselkedése szinte tökéletes mása azoknak a fekete lyukaknak, amelyek nem sokkal az Ősrobbanás után léteztek.
A galaxisból érkező rádióhullámok intenzitása drámai módon, húszszorosára nőtt az elmúlt nyolc év során, és azóta sem mutatja a csillapodás jeleit. Ez a jelenség, amely a Nap rádiósugárzásának tíz kvadrilliószorosának felel meg, egyenesen a galaxis középpontjában rejtőző fekete lyuk falánk étvágyára utal. A csillagászok számára ez egyedülálló lehetőséget kínál arra, hogy olyan folyamatokat tanulmányozzanak, amelyeket eddig csak a távoli, fiatal univerzumban figyeltek meg.
Kovi Rose, a Sydney-i Egyetem Csillagászati Intézetének munkatársa szerint az ilyen nagy energiájú események valóságos kincsesbányát jelentenek a tudósok számára. A fekete lyukból kilövellő anyagsugarak és a hirtelen felfényesedés lehetővé teszik, hogy az univerzum legszélsőségesebb környezeteiben zajló fizikai folyamatokat vizsgáljuk meg közelebbről. Ez a felfedezés tehát nem csupán egy újabb fekete lyukról szól, hanem egy olyan ablakról, amelyen keresztül az univerzum gyermekkorába pillanthatunk bele.
A kozmikus falánkság nyomai a rádióhullámokban
Minden nagy galaxis középpontjában egy szupermasszív fekete lyuk rejtőzik, amelynek tömege akár több millió vagy milliárd naptömeg is lehet. Azonban ezek az égitestek korántsem egyformán aktívak. A Tejútrendszer középpontjában lévő Sagittarius A* például olyan kevés anyagot fogyaszt, hogy ha ember lenne, egyetlen rizsszemmel is beérné egymillió év alatt. Ezzel szemben az SDSS J110546.07+145202.4 galaxis fekete lyuka egy igazi kozmikus falánk, amelyet hatalmas mennyiségű gáz és por vesz körül.
Amikor egy fekete lyuk ilyen bőséges anyagkészlettel rendelkezik, a gravitációs ereje egy lapos, örvénylő korongba, úgynevezett akkréciós korongba sűríti a környező anyagot. Ez a korong az elektromágneses spektrum teljes tartományában, az alacsony energiájú rádióhullámoktól a nagy energiájú röntgensugarakig izzani kezd. A fekete lyukak ráadásul hírhedten rendetlen evők, ami azt jelenti, hogy az anyag egy része nem a lyukba zuhan, hanem a pólusoknál hatalmas, fénysebességhez közeli sebességgel száguldó plazmasugarak formájában távozik.
A kutatócsoport, amelyet Stefanie Komossa, a garchingi Max-Planck Extraterresztrikus Fizikai Intézet munkatársa vezetett, arra a következtetésre jutott, hogy a galaxis hirtelen felfényesedését az okozta, hogy a fekete lyuk anyagfogyasztásának üteme drámaian megnőtt. Ez a folyamat beindította a plazmasugarak képződését, amelyek aztán a megfigyelt rádiósugárzásért felelősek. Phil Edwards, az ausztrál CSIRO munkatársa szerint egy teljesen új galaxisosztály prototípusával állunk szemben, amelyek gyors változásokon mennek keresztül a rádiósugárzásukban.
A korai univerzum tükre a szomszédban
Az SDSS J110546.07+145202.4 galaxis annyira közel van hozzánk, hogy a távcsövekkel készült felvételeken jól kivehető a két spirálkarja, ami rendkívül ritka a hasonlóan aktív galaxisok esetében. Ez a közelség teszi lehetővé, hogy a csillagászok olyan részletességgel tanulmányozzák a központi fekete lyuk viselkedését, amilyenre a távoli, korai univerzum objektumai esetében nincs lehetőség. A fekete lyuk tömegének növekedési üteme ugyanis olyan mértéket öltött, amelyet eddig kizárólag az univerzum hajnalán figyeltek meg.
A kutatók szerint ez a galaxis és falánk fekete lyuka ideális célponttá válik a jövőbeli csillagászati vizsgálódások számára. A szakemberek proxyként, vagyis helyettesítő modellként használhatják a korai univerzum mohó fekete lyukainak és gyorsan növekvő galaxisainak tanulmányozására. Ez a felfedezés áthidalhatja a tudásunkban tátongó űrt a távoli múlt és a jelen között.
Stefanie Komossa hozzátette, hogy a gyorsan növekvő, kis tömegű fekete lyukakból származó erős rádiósugárzás önmagában is ritkaságszámba megy. Az, hogy egy ilyen objektum hosszan tartó, rádióban fényes állapotba kerüljön, még soha nem volt megfigyelhető. A jövőben az olyan érzékeny műszerek, mint a tervezett SKA távcsőrendszer, lehetővé teszik majd a hasonló rádióátmenetek azonosítását, ami kulcsfontosságú a korai univerzumról alkotott képünk teljesebbé tételéhez. A kutatás eredményeit májusban tették közzé a The Astrophysical Journal szaklapban.
© Max Planck Institute/Dream Lab
Forrás: Space.com
