2009.01.13. - Különbségek a közeli és távoli galaxisok aktivitásában

A NASA Swift mesterséges holdja által a nagyenergiájú tartományban végzett felmérés szerint jelentős különbség mutatkozik a viszonylag közeli, illetve a több milliárd fényév távolságban található galaxisok aktivitásában.

A galaxisok egy része az ún. aktív galaxisok (Active Galactic Nuclei, AGN) osztályába tartozik. Az elképzelések szerint ezek központjában egy nagyon nagy, a Napét sok milliószorosan vagy milliárdszorosan meghaladó tömegű fekete lyuk van. A környezetéből a fekete lyukba áramló anyag által kibocsátott óriási energiájú elektromágneses és részecskesugárzás felelős a centrum aktivitásáért, s sorolja az egész galaxist a Világyetem egyik legnagyobb energiájú és legfényesebb objektumcsoportjába, az AGN-k közé. Bár a széles körben elfogadott nézet szerint minden nagy galaxis centrumában található egy szupernehéz fekete lyuk, a nagy aktivitás csak mintegy 10 százalékukat jellemzi. Becslések alapján az általuk kibocsátott összes energia az Univerzum egész élete során kisugárzott összenergiának körülbelül 20 százaléka, így mindenképpen óriási hatásuk van a kozmosz különböző struktúráinak fejlődésére. A nagyobb részt képviselő csekély aktivitású objektumok közé tartozik saját galaxisunk, a Tejútrendszer középpontjában helyet foglaló, mintegy 4 millió naptömegnyi fekete lyuk is. Az (átmeneti?) inaktivitás okairól egyelőre nem nagyon van elképzelésünk.

A NASA Swift mesterséges holdjának fő feladata a gammakitörések (GRBs, Gamma-Ray Bursts) detektálása. A szinte napi rendszerességgel bekövetkező események elcsípéséhez a űreszköz BAT (Burst Alert Telescope) műszerének folyamatosan pásztáznia kell az égboltot, minden nap annak körülbelül felét letapogatva. Ezen munka eredményeként - melynek jelenlegi állásáról Richard Mushotzky (NASA Goddard Space Flight Center) számolt be az American Astronomical Society 213. ülésén a kaliforniai Long Beach-ben - a nagyenergiájú röntgenégbolt eddigi legátfogóbb felmérése áll a kutatók rendelkezésére. Az összegződő expozíciók által elért érzékenység Mushotzky szerint ma már meghaladja a 10 heti folyamatos megfigyeléssel elérhető hatást.

Fantáziarajz egy aktív galaxisról. A galaxis centrumát, az ott helyet foglaló fekete lyukkal együtt, általában sűrű por- és gázfelhők takarják el, megnehezítve az aktivitás felismerését.
[ESA/NASA/AVO/Paolo Padovani]

A galaxisok aktivitásának felismerését nehezíti, hogy magjaik általában vastag por- és gázfelhők mögött rejtőznek, melyek átlátszatlanok az optikai, az ultraibolya és a lágy röntgensugárzás számára. A centrális fekete lyukak körüli porfelhők az infravörös tartományban elvileg detektálhatók, de ugyanebben a hullámhossz-tartományban nagyon erősen sugároznak az aktív csillagkeletkezési területek is. A nagyenergiájú - 14-195 keV (kiloelektronvolt) - röntgensugárzás azonban, melyre a BAT detektorai is érzékenyek, áthatol a porfelhőkön, s feltárja a centrum környezetét, lehetővé téve egy minden eddiginél alaposabb felmérés végrehajtását, illetve az aktivitás jeleinek biztosabb felismerését.

A Swift által katalogizált közeli aktív galaxisok mintegy 30 százaléka kölcsönható. A felvétel ezek egyikéről, az NGC 1142 katalógusjelűről készült a Kitt Peak National Observatory 2 méteres távcsövével.
[NASA/Swift/NOAO/M. Koss (Univ. of Maryland) és R. Mushotzky]

Azon galaxisok, melyekben hevesen zajlanak a csillagkeletkezési folyamatok, határozottan kékes színűek, míg azok, melyekben ezen a folyamatok már lecsillapodtak, egészen vörösek. A NASA Chandra és az ESA XMM-Newton mesterséges holdjainak majd egy egy évtizeddel ezelőtti eredményei azt mutatták, hogy a körülbelül 7 milliárd fényév távolságban található aktív galaxisok nagy része ez utóbbi csoportba tartozik. A BAT-felmérés keretében ennél sokkal közelebbi, egy 600 millió fényéves térrészen belüli galaxisokat vizsgálnak. Ebben a tartományban - a távolabbival ellentétben - az aktív galaxisok színe már a kék és a vörös között nagyjából félúton van. A legtöbbjük átlagos tömegű spirális és irreguláris galaxis, s körülbelül 30 százalékuk kölcsönható, azaz az ütközés, illetve összeolvadás fázisában van. Úgy tűnik, ez összhangban van az elméletek azon megállapításával, hogy a galaxisok összeolvadás során "felkeveredő" anyaga friss fogyasztanivalóval látja el a központi fekete lyukakat, növelve ezzel aktivitásukat.

Azok a galaxisok, melyekben aktív csillagkeletkezési folyamatok zajlanak, azaz sok bennük a forró, fiatal, kék csillag, maguk is kékes színűek (bal oldali kép), míg azok, melyekben ezen folyamatok már kifulladtak, a sok idős csillag miatt határozottan vörösek (jobb oldali kép). A felvételek a Kitt Peak National Observatory 2 méteres távcsövével készültek.
[NASA/Swift/NOAO/M. Koss (Univ. of Maryland) és R. Mushotzky]

Forrás:

• NASA GSFC NR, 2009.01.06.