\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
-
#2025
Intergalaktikus "környezetszennyezés" óriási fekete lyukakkal
2007. április 27., péntek
Galaxismagok nagy tömegű fekete lyukai fontos szerepet játszhatnak az intergalaktikus tér nehéz elemekkel történő feldúsításában, s így áttételesen az élet kialakulásában is.
Az ESA (European Space Agency) XMM-Newton röntgenteleszkópjának új eredményei szerint a nagy tömegű fekete lyukak közeléből kiszökő, nehéz elemeket is tartalmazó forró gáz jelentős szerepet játszhat az intergalaktikus térnek az élet későbbi keletkezéséhez nélkülözhetetlen összetevőket is hordozó anyaggal történő "beszennyezésében", bár elképzelhető, hogy más forrásokat is figyelembe kell venni.
Ha egy fekete lyuk közvetlen közelébe jutó gáz kellően forró, egy része egészen addig megszökhet, amíg át nem lépi a végső határt, a fekete lyuk ún. eseményhorizontját. A legnagyobb fekete lyukak környezetében megfigyelt "szökési" sebességek elérik az 1000-2000 km/s-ot is, de a kutatók előtt még nem egészen világos, mennyi gáz is képes ilyen módon megmenekülni a végső eltűnés elől. Az XMM-Newton röntgenteleszkóp új mérései, illetve az ezen alapuló későbbi kutatások talán segíthetnek ezen kérdés tisztázásában is.
A munka során egy nemzetközi kutatócsoport az NGC 4051 katalógusjelű aktív galaxis magjában található, a Napnál kétmilliószor nagyobb tömegű fekete lyuk környezetét vizsgálta az XMM-Newton több műszerével párhuzamosan. Míg a korábbi észlelések csak a kiszökő gáz általános tulajdonságait tudták feltárni, a mostani vizsgálatok során a kutatóknak részletes információkat sikerült gyűjteniük a gáz luminozitásában és ionizációs viszonyaiban bekövetkező változásokról. Az eredményeket az Astrophysical Journal c. szakfolyóirat április 20-ai számában tették közzé.
![]()
A National Optical Astronomy Observatory (NOAO, Kitt Peak, Arizona, USA) felvétele az NGC 4051 katalógusjelű aktív magú galaxisról.
A csoport megállapította, hogy a gáz a fekete lyukhoz sokkal közelebbi régióból áramlik vissza, mint azt korábban gondolták. A számítások szerint a fekete lyukba spirálozó anyag 2-5 százaléka szökik meg, ami szintén kevesebb a korábban vártnál.
Ugyanaz a fűtőfolyamat, ami lehetővé teszi a beáramló gáz egy részének megszökését, a gázt ionizálja is, azaz elektronokat szakít le az atomokról, pozitív töltésű ionokat és szabad elektronokat létrehozva. A forró gáz hidrogénen és héliumon kívül más, nehezebb elemeket is tartalmaz. A csillagászati terminológiában az összes ilyen elemet fémnek nevezik. Köztük van a földi élet szempontjából egyik legfontosabb, a szén is. A fémek a csillagok belsejében keletkeznek az ott zajló termonukleáris folyamatok közben, ennek ellenére az intergalaktikus térben szinte mindenhol megtalálhatók. A csillagászok régóta kutatják, milyen módokon juthat ki a nehéz elemekben gazdag anyag a galaxisok közötti térbe.
Az egyik lehetőséget az Univerzum legnagyobb teljesítményű energiaforrásai, a kvazárok szolgáltathatják. Ezek olyan aktív galaxisok, melyek magjában óriási étvágyú fekete lyukak nyelik el a beáramló anyagot. Ez azonban azt is jelenti, hogy a kvazárok környezetéből megszökő gáz is jelentős mennyiségű, s így ez transzportálhatná a fémeket az intergalaktikus térbe. Ha a kvazárok lennének teljes egészében felelősek a galaxisok közti tér fémekkel történő beszennyezéséért, akkor a fémgyakoriságnak nagyobbnak kell lennie a kvazárok körüli térrészekben, mint máshol. Ez magyarázná is azt a tényt, hogy intergalaktikus léptékben a kozmikus elemgyakoriság valóban irányfüggő.
Ha azonban a kiszökő gáz mennyisége valóban olyan kicsiny, mint az új mérések az NGC 4051 esetében mutatják, akkor a kvazárok mellett még más forrásokat is kell találni az intergalaktikus térben megfigyelhető fémgyakoriság magyarázatára. Ezek lehetnének a csillagkeletkezési területekben rendkívül gazdag, poros, sok esetben aktív magú, illetve kölcsönható, a távoli infravörös tartományban óriási, a Napét ezermilliárdszorosan meghaladó energiakibocsátású galaxisok, az ún. ultrafényes infravörös galaxisok (Ultra Luminous Infra Red Galaxies).
A probléma tisztázására a kutatók további vizsgálatokat terveznek az XMM-Newton teleszkóppal az NGC 4051 galaxisnál nagyobb teljesítményű aktív galaxisok körében. Ha a kiáramló gáz aránya nagyobbnak adódna, mint az NGC 4051 esetében, akkor a kérdés megoldódik, ha azonban ugyanaz lesz, akkor a probléma továbbra is fennáll. (Az első esetben természetesen az az új kérdés vetődhetne fel, hogy az NGC 4051 esetében miért ilyen kicsi a visszaáramlási arány.)
Forrás: ESA News, 20 April 2007
