Megfigyelt kvazár születése - a megfigyelés megmutatja, hogy a fekete lyukak és a kvazárok hogyan teszik a magukét
Megfigyelés megmutatja, hogy a fekete lyukak és a kvazárok hogyan befolyásolják otthoni galaxisukat
A csillagászok a Hubble és a Spitzer űrtávcsövekkel első alkalommal közvetlenül megfigyelték a kvazár születését. A kvazárok rendkívül nagy energiájúak, ezért nagyon fényesen ragyogó régiók az aktív galaxisok központjában található fekete lyukak körül. A kutatók megállapították, hogy a galaxisokban a csillagképződés sebessége sokkal nagyobb a kvazár meggyulladásáig, mint utólag. Ez az első alkalom, hogy közvetlenül be lehet mutatni, hogy a fekete lyukak miként befolyásolják szülő galaxisaik fejlődését - számoltak be a kutatók az Astrophysical Journal folyóiratban hamarosan megjelenő cikkükben.
"Sikerült megfigyelnünk a középpontban lévő fekete lyuk és az anyagalaxis kölcsönhatását a döntő pillanatban - egy kvazár születése". - mondja Tanya Urrutia, a potsdami Leibniz Asztrofizikai Intézet tudósa. "A kvazárok döntő szerepet játszanak a galaxis evolúciójában, és meghatározzák a helyi univerzumunkban található hatalmas galaxisok tulajdonságait, mivel ezek szabályozzák az anyagalaxis és a csillagképződés sebességének kapcsolatát." Összességében a kutatók 13 fénykvazárt vizsgáltak körülbelül hatmilliárd fényév távolságban. Olyan időkből származnak, amikor az univerzum körülbelül fele olyan idős volt, mint a jelenlegi.
Amikor két galaxis összeolvad egy nagyobbá, az aktív fekete lyuk energiát sugároz, és az anyagalaxisba és a kozmoszba fúj. Korábbi kísérletek a kvazárok megfigyelésére a születésük döntő szakaszában gyakran kudarcot vallottak, mivel a kvazárok fényét jelentős mennyiségű por elsötétítette és megpirította. A por viszont elnyeli az ultraibolya és az optikai fényt, és visszaveri azt infravörös hullámhosszon. Csak a világ legnagyobb teleszkóppal ("Keck") végzett, most gondosan végrehajtott megfigyelési kampányok tették lehetővé a tudósok számára, hogy statisztikailag releváns számban figyeljék meg a fiatal kvazárokat.
Először csillagképződés, majd kvazár születés
Az új munka bemutatja, hogy ez az energia hogyan befolyásolja a csillagképződési sebességet az anyagalaxisban, és hogy a sebesség jelentősen csökken a kvazár meggyulladása után. A galaxisok általános evolúciójának időrendjében úgy tűnik, hogy a legaktívabb csillagképződési sebesség mindig a fekete lyuk növekedése előtt következik be. "A csillagképződés kezdete megelőzi a kvazár meggyulladását" - erősíti meg Urrutia. A csillagászok azt is megvizsgálták, hogy mennyire falánk a fekete lyukak, vagyis milyen sebességgel esik az anyag a fekete lyukba. A Spitzer űrtávcsővel a kutatók azt látták, hogy minél vörösebb egy kvazár, annál több anyagot szív fel. Tanúi voltak annak a fázisnak, amelyben a galaxisok és a kvazárok együtt fejlődnek, és amelyben mindkettő fizikai tulajdonságai összekapcsolódnak.
A csillagászok feltételezik, hogy az átmenet a fiatal, csillagképző galaxisokból a régi, elliptikus galaxisokba, amint ma Tejútrendszerünk közelében látjuk őket, nagyban függ a központjaikban található fekete lyukaktól. Csillagok keletkeznek olyan területeken, ahol sok a hideg gáz és por. Ismeretes, hogy a galaxisok egyesülése és ütközése serkenti a csillagképződést. A nemrégiben megjelent cikk előkészítése előtt a csillagászok már kapcsolatot alakítottak ki a központi fekete lyuk tömege és az anyagalaxis fényessége között („Magorrian-kapcsolat”). Úgy tűnik, hogy a fekete lyukak lassabban fejlődnek a galaxisuk többi folyamatához képest, amelyeket a galaxis ütközése indított el. Ezt a kapcsolatot fiatal kvazárokban nem figyelték meg.
Bár a kvazárok extrém energiákat szabadítanak fel, és fénymilliárdokig láthatók, fizikai méretük meglehetősen kicsi - legalábbis a galaxisukhoz képest. A sugárzási régió körülbelül akkora, mint a naprendszerünk, míg a galaxis több tízezer fényév méretű lehet. "Elképesztő, hogy valami, ami nagyon kicsiben történik, annyira befolyásolhatja a nagy anya-galaxist" - mondja Urrutia. "Olyan, mintha valaki, aki bottal játszik a tengerparton, befolyásolja és meghatározza a világ összes óceánjának viselkedését."
(Leibniz Asztrofizikai Intézet, Potsdam, 2012.09.28. - NPO)