2016.02.16. - Lecsap a 'halálcsillag' egy messzi-messzi galaxisban

Másfél évtizeden át végzett megfigyelések segítségével sikerült alaposan szemügyre venni a Pictor A jelű galaxis központi fekete lyuka által keltett részecskenyalábot, amely háromszor hosszabb a Tejútrendszer átmerőjénél.

A Csillagok háborúja filmes univerzumának egyik legjellegzetesebb szimbóluma a birodalmi erők gigantikus űrállomása, a Halálcsillag, amelynek rettenetes sugárnyalábjával akár egy bolygót is el lehet pusztítani. Ez az elborzasztó, ugyanakkor lenyűgöző konstrukció csak a George Lucas-i fantáziavilág része – a valóság ugyanakkor sokszor képes a fikciót is felülmúló esetekkel szolgálni.

Kiváló példa erre a mintegy 500 millió fényévre lévő, Pictor A jelű galaxis, amelynek központi tartományából kiinduló anyagkilövellés (angol szakszóval: jet) mellett a Halálcsillag sugárnyalábja egyszerű mutatópálcának tűnne csupán, az említett galaxis centrumában lévő, szupernagy tömegű fekete lyuk által keltett részecskenyaláb hosszúsága ugyanis eléri Tejútrendszerünk átmérőjének háromszorosát, sugárzási teljesítménye pedig csak a röntgentartomány egy részében tízmilliárdszor akkora, mint a Nap megfelelő paramétere.

Martin Hardcastle (University of Hertfordshire) és munkatársai a Chandra röntgentávcső másfél évtizedet felölelő adatsorának segítségével vizsgálták a hatalmas kilövellés tulajdonságait. A kutatók a röntgentartományban felvett méréseket egy ausztrál rádiótávcső-hálózat, az ATCA (Australia Telescope Compact Array) adataival is kombinálták. A központi, szupernagy tömegű fekete lyuk körül áramló anyagból származó kilövellés ugyanis gyorsuló mozgást végző, töltött részecskéket (főleg elektronokat) tartalmaz, ezek ún. szinkrotron-sugárzást bocsátanak ki, amely elsősorban a két említett hullámhossz-tartományban detektálható.

A Pictor A jelű galaxis központi tartományában lévő fekete lyuk környezetéből kiinduló anyagkilövellés a Chandra röntgentávcső (kék) és az ATCA rádiótávcső-hálózat (vörös) méréseiből összeállított kompozit képen. A jobb oldalon látható "forró folt" a lökéshullámok hatására alakul ki, hasonlóan a szuperszonikus repülőgépek által okozott hangrobbanáshoz. A kép interaktív változata itt tekinthető meg.
[Röntgen - NASA/CXC/Univ. of Hertfordshire/M. Hardcastle et al.; Rádió: CSIRO/ATNF/ATCA]

A Chandra képein a látványos, hosszú anyagkiáramlással ellentétes irányban egy halványabb kilövellés is megfigyelhető. Ez valószínűleg azért tűnik jóval halványabbnak a másiknál, mert iránya a látóirányhoz kevésbé eshet közel, mint a hosszabbiké.

Hardcastle és kollégái arra a kérdésre is választ kerestek, hogy hogyan maradhat fenn egy ekkora kiterjedésű kilövellés, ehhez ugyanis az elektronokat folyamatosan gyorsítania kell valamilyen hatásnak, a fekete lyuktól meglehetősen távoli tartományokban is. Erre a problémára egyelőre nem sikerült egyértelmű megoldást találni. Felmerült ugyan az az ötlet, hogy az elektronok a kozmikus háttérsugárzás fotonjaitól kaphatnak plusz energiát, de ezt a teóriát a számítások nem támasztották alá. Így a Pictor A továbbra is az aktív galaxismagokkal és anyagkilövellésekkel foglalkozó csillagászok érdeklődésének homlokterében marad.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• NASA News 2016.02.02.