\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
-
#2075
A [URL=http://www.sg.hu/listazas_msg.php3?id=1077968167&no=2071]#2071[/URL]cikk, más forrás!
A jelenleg ismert legtávolabbi fekete lyuk
Szerző: Kovács József | 2007. június 09., szombat
Felfedezték az eddigi legtávolabbi fekete lyukat közel 13 milliárd fényévre tőlünk.
A rekorder fekete lyukat – mint általában ezen objektumokat – a környezetére gyakorolt hatása alapján fedezték fel. A fekete lyukba beáramló gáz ugyanis rendkívüli mértékben felmelegszik, s emiatt olyan intenzív sugárzást bocsát ki, hogy óriási távolságokból is detektálhatóvá válik. Az ilyen hatalmas luminozitású fekete lyukaknak külön nevük is van, kvazároknak hívjuk őket.
Az új objektumot a 3,6 méteres CFHT (Canada-France Hawaii Telescope) teleszkóppal végzett, távoli kvazárokat felmérő program, a CFHQS (Canada-France High-z Quasar Survey) során találták. A felméréshez a távcső ún. MegaPrime fókuszába elhelyezett MegaCam eszközt használták, ami a világ legnagyobb, csillagászati célokra használt elektronikus kamerája. 40 darab, egyenként 9,5 megapixeles CCD érzékelőből áll, ezek közül 36 darabot használnak képalkotásra, 4 sorban 9-9 darabot. A teljes kamera összesen 340 millió pixelből áll, ennek megfelelően az egy expozícióval rögzített adatmennyiség is óriási, a becslések szerint egy felvételen 10 milliónál is több csillag és galaxis van. Az új kvazárrekordert a 29. sorszámú CCD mátrix rögzítette, katalógusjelzése CFHQS J2329-0301, ami egyrészt a felmérő programra, másrészt az objektum koordinátáira, égbolton elfoglalt helyére utal (esetünkben a Pisces csillagképben).
![]()
A három különböző szűrővel (r' (vörös), i' (közeli infravörös) és z' (infravörös)) készült felvétel kombinálásával nyert képen nyíl mutatja a vörös színű kvazárt. A fenti szűrőket kombinálva a képekről kimért színek érzékenyek a nagy vöröseltolódású kvazárok jellemző színképi tulajdonságaira.
Az azonosítás után a Chilében működő 8 méteres déli Gemini teleszkóppal színképet is felvettek a kvazárról, ez alapján határozták meg a pontos távolságát. A hidrogén laboratóriumban 121 nm-en jelentkező emissziós vonala a 900 nm-en túli tartományba tolódott el, így a kvazár vöröseltolódása z=6,43-nak adódótt, ami közel 13 milliárd fényéves távolságnak felel meg. (A kozmológiai távolságok és a vöröseltolódás kapcsolatáról lásd korábbi cikkünket itt.) Az eddigi távolságrekorder a 2003-ban felfedezett SDSS J1148+5251 katalógusjelű volt, de ez 2 milliárd fényévvel közelebb van, mint a CFHQS J2329-0301.
![]()
A 900 nm-en túlra eltolódott hidrogén Lyman-α vonal a CFHQS J2329-0301 spektrumában (1 nm=10 Å). 900 nm-nél rövidebb hullámhosszakon szinte mindent elnyeltek a kvazár előtt elhelyezkedő és semleges hidrogént tartalmazó felhők. Ez magyarázza az objektum vörös színét is.
Mivel a jelenlegi elképzelések szerint az Ősrobbanás körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt következett be, az új kvazár 13 milliárd fényéves távolsága azt is jelenti, hogy a most detektált sugárzás kevesebb mint 1 milliárd évvel az Ősrobbanás után indult el felénk. Ez az "időutazás" tehát lehetőséget teremt arra is, hogy bepillantást nyerjünk az Univerzum távoli múltjába.
A kvazár nagyon fényes, így abszorpciós színképének elemzésével lehetőség nyílhat az előtte lévő gáz tulajdonságainak megállapítására is. A kutatók elsősorban a hidrogén abszorpciós vonalait keresik annak eldöntésére, hogy a korai Univerzumban milyenek voltak az ionizációs viszonyok, azaz az atomok többsége neutrális volt-e, vagy inkább az ionizáció volt jellemző. Ez azért rendkívül fontos kérdés, mert az elméletek szerint az Ősrobbanás utáni első 1 milliárd év nagy részében az Univerzum még sötét volt, mivel nem alakultak még ki csillagok és galaxisok, az anyag pedig neutrális állapotban volt. Körülbelül 1 milliárd év elteltével felgyúltak az első csillagok, kialakultak az első galaxisok, s fényük újra ionozálta az atomokat (ún. reionizáció). Ezen folyamat megértése és időrendjének felvázolása a mai asztrofizika egyik legfontosabb problémája. Az új kavazár esetében tehát további megfigyelések szükségesek az előtte lévő gáz ionizációs viszonyainak tisztázására.
A becslések szerint a kvazárt "üzemeltető" fekete lyuk gigantikus méretű, tömege eléri az 500 millió naptömeget. Ez azonban felvet egy újabb problémát is, ugyanis az elméletek szerint a fekete lyukak növekedése hosszú folyamat, tehát nem világos, hogyan jöhetett létre ilyen nagy tömegű lyuk az Univerzum életének ilyen korai szakaszában. Különösen érdekes kérdés, hogy milyen tulajdonságokkal bír a kvazár anyagalaxisa, ennek megválaszolásához azonban további mérésekre lesz szükség.
A CFHQS program sikerére jellemző, hogy a projekt félidejéig négy darab z>6 vöröseltolódású kvazárt találtak. Az új felfedezés azt is megmutatta, hogy a közepes méretű teleszkópok hatékonyan használhatók a felmérő programokhoz, míg a 8 méter feletti távcsövek feladata a felfedezés utáni megerősítés és részletes vizsgálatok elvégzése.
Forrás: CFHT News Release, 2007.06.07.
