Rieth József: Világképem - Háttérismeret

Fekete lyuk éhkoppon

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

A Sloan Digitális Égboltfelmérés (Sloan Digital Sky Survey: SDSS) adatait feldolgozó csillagászok 2003 januárjában egy ragyogó, távoli kvazárt fedeztek fel, amely az SDSSJ1011+5442 katalógusjelet kapta. A 2015 elején készült felvételeken azonban már hiába keresték, a helyén csupán egy szokványos galaxist láttak. A kezdeti meghökkenést rövid idő alatt reményteli izgalom váltotta fel. ,,Szinte azonnal felvetődött ugyanis, hogy közvetlen szemtanúivá válhattunk egy kvazár drámaian gyors kikapcsolásának, amely csillagászati időskálán nézve híhetetelenül rövid, szemvillanásnyi idő alatt ment végbe" — mondta az SDSS egyik nemzetközi kutatócsoportját vezető Jessie Runnoe, a Pennsylvaniai Állami Egyetem (PSU) csillagásza.

A kutatók szerint a galaxis szívében megbújó szupermasszív fekete lyuk ugyan továbbra is a helyén van, ám az „éléskamrája" — azaz a számára elérhető gáztömegek — az elmúlt 10 év alatt teljesen kiürült, ezért aktív működése megszűnt.

„A fekete lyukba örvénylő forró gáz sugárzásának hirtelen lecsökkenése elképesztő mértékű volt — mondta Michael Eracleous, a PSU csillagász-asztrofizikus profesz-szora, aki szintén részt vett a kutatásban. — A luminozitás 50-ed részére csökkent; ez azt jelenti, hogy ha a rendszer első megfigyelése mostanában történt volna, akkor csupán egy szokványos galaxist észlelünk, amelyben nincs éppen működő, aktív galaxismag."

A felfedezést (a véletlen szerencse mellett) az SDSS immár 15 éve tartó, folyamatosan ismétlődő megfigyelései tették lehetővé, melyek során időről időre visszatér a korábban már megfigyelt objektumokra, s ezáltal az idő dimenziójában is vizsgálhatóvá teszi őket. Ez ugyan az esetek túlnyomó többségében nem kecsegtet látványos eredményekkel, hiszen csillagászati időskálán mérve az észrevehető változások általában több nagyságrenddel nagyobb léptékben mennek végbe, ám — mint ez a felfedezés is mutatja — időnként akadnak kivételek.

Az SDSS felmérésben az SDSS J1011+5442 kvazár spektrumát először 2003 januárjában vették fel: ennek alapján adatokat kaptak a galaxisban lapuló szupermasszív fekete lyuk által elnyelt gáztömegek tulajdonságairól. A következő, 2015 elején felvett spektrum alapján a kutatóknak lehetőségük nyílt arra, hogy a fekete lyukba örvénylő gáz sugárzásának intenzitását összehasonlítsák a 12 évvel korábbival.

Fantáziakép a kvazárról, közvetlenül a kikapcsolás előtt, az utolsó gáztömegek elnyelése közben. Alul a kvazár 2003-ban (felfedezésekor) az SDSS által felvett spektruma.
KÉP: DANABERRY/SKYWORKS DIGITAL, INC.

Emellett azonban, az eltelt 12 év során más csillagászati megfigyelőeszközökkel is vizsgálták az objektumot. Ezeket a megfigyeléseket is összegyűjtve, Runnoe és munkatársai le tudták szűkíteni azt az időintervallumot, amikor a változás végbement: ebből kiderült, hogy a kvazár luminozitása alig néhány év alatt csökkent az 50-ed részére, ami a kutatócsoport szerint annak tulajdonítható, hogy a kvazár valamennyi, a közelében elérhető gázt elfogyasztotta. „Ezzel teljesen kiürült a fekete lyuk éléskamrája, legalábbis átmenetileg — mondta Runnoe. — Óriási szerencse, hogy sikerült elkapnunk ezt a pillanatot."

Miért is jutottak a csillagászok erre a következtetésre?

A kvazárok távoli galaxisok aktív magjai, olyan szupermasszív fekete lyukak, amelyek egy körülöttük kialakult akkréciós korongon keresztül gáztömegeket nyelnek magukba. A fekete lyuk felé örvénylő gáz eközben több millió fokra hevül (mintegy ezerszeresére a Nap felszíni hőmérsékletének), s ennek eredményeként olyan intenzív sugárzást bocsát ki, amely több milliárd fényév távolságból is látható.

A kvazár luminozitásának hirtelen csökkenésére a csillagászok kezdetben három lehetséges magyarázatot vettek számításba. Az első szerint a fekete lyukat tartalmazó galaxison egy sűrű porfelhő haladt keresztül, amely a látóvonalunkba esve elfedte a kvazárt. Ez a magyarázat azonban hamar megdőlt, mivel nem ismerünk olyan mechanizmust, amelynek révén egy porfelhő olyan sebesen mozoghatna, hogy néhány év alatt a fényességet 50-ed részre csökkentse. Egy másik lehetőség, hogy az eredeti 2003-as megfigyelés egy átmeneti, rövid ideig tartó kitörés volt, amilyet például egy a fekete lyuk közelébe sodródott csillag széttépése és elnyelése váltott ki. Ilyen jelenséget több esetben is megfigyeltek már. Ezt azonban cáfolják a közbenső évek során más eszközökkel végzett vizsgálatok, amelyek azt bizonyítják, hogy a kvazár éveken keresztül stabilan és intenzíven ragyogott.

Így maradt végül a harmadik lehetőség, amely szerint a fekete lyuk — legalábbis átmenetileg — teljesen elfogyasztotta a régiójában számára elérhető gázkészleteket.

Az, hogy ilyesmi időről időre megtörténhet, valójában nem meglepő, hiszen a galaxisokban megbújó szupermasszív fekete lyukak jelentős része jelenleg nem aktív, vagy csak mérsékeltebb aktivitást mutat. Ebből az alvó állapotból általában csak nagyobb katasztrófák, például galaxisok ütközése, összeolvadása billenti ki őket, amelyek révén friss gáz kerül a galaxisba. Arra utaló jeleket is találtak már korábban, hogy régebben aktív magok valamikor „kikapcsoltak", ám ezek mind több tíz- vagy százezer évvel ezelőtti történések emlékei voltak, ennek alapján ilyen nagyságrendűnek becsülték magának a kikapcsolás folyamatának az időtartamát is. Arra, hogy az ennyire hirtelen, mindössze néhány év alatt végbemehet, eddig semmi sem utalt.

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

----------------------

 Forrás: science.psu,edu/news-and-events/2016-news/Eracleous1-2016

Elet és Tudomány ■ 2016/4 ■ 101

http://www.sdss.org/releases/the-case-of-the-missing-quasar/