2016.11.01. - Óriási halókat találtak távoli kvazárok körül

Egy nemzetközi kutatócsoport nem várt arányban talált óriási méretű fénylő halókat nagyon távoli kvazárok körül. Az új eredmény nincs összhangban a korai univerzum galaxisainak jelenleg elfogadott kialakulási elméleteivel.

A zürichi Swiss Federal Institute of Technology (ETH) kutatói által vezetett nemzetközi kutatócsoport az ESO VLT távcsőegyüttesének MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) műszerét használta nagyon távoli, mindössze két milliárd évvel az ősrobbanás utáni aktív galaxisok (kvazárok) tanulmányozására. A kvazárok centrumában szupernagy tömegű fekete lyukak vannak, amelyek rendkívül nagy ütemben nyelnek el csillagokat, gázt és egyéb anyagot a környezetükből. Ez azonban azzal a következménnyel jár, hogy hatalmas mennyiségű sugárzást is kibocsátanak, így a kvazárok a korai univerzum legfényesebb és legaktívabb objektumai.

Az Elena Borisova (ETH) és munkatársai által vizsgált mintában 19 aktív galaxis szerepelt, ezeket a VLT/MUSE páros által megfigyelhető legfényesebb kvazárok közül válogatták ki. Korábbi tanulmányok alapján az objektumok 10%-a körül várható a centrumtól 300 ezer fényév távolságig is elnyúló ún. haló, intergalaktikus gáz jelenléte. Meglepetésre azonban az új kutatásban mind a 19 kvazár körül találtak ilyen kiterjedt gázburkot, holott az előzőek alapján csak kettő körül vártak volna. A kutatók úgy vélik, hogy ez a MUSE-nak a korábbi, hasonló műszerekéhez képesti sokkal nagyobb érzékenységével magyarázható, de további megfigyelések szükségesek még annak eldöntéséhez, hogy ténylegesen ez-e a helyzet.

18 darab a Borisova és munkatársai által észlelt 19 kvazár közül. Mindegyiket fényes gázburok veszi körül. Ez az első eset, hogy egy felmérés során az összes vizsgált kvazár körül detektáltak nagy kiterjedésű halót.
[ESO/Borisova et al.]

A kutatás eredeti célja az univerzum gáztartalmának legnagyobb skálákon történő vizsgálata volt. Az itt megjelenő struktúrát gyakran kozmikus hálónak is hívják, amelynek szálai ősi komponensekből - főleg hidrogénből és héliumból -, illetve sötét anyagból állnak. Utóbbi köti össze a galaxisokat, áthidalva a közöttük lévő szakadékot. A szálak mentén az anyag a galaxisokba áramolhat, fenntartva azok növekedését és fejlődését. A háló csomópontjaiban ülnek a fényes kvazárok. A gázkomponenst azonban nagyon nehéz észlelni, a kvazárokat övező, azok által megvilágított részei kínálják szinte az egyedüli lehetőséget a vizsgálatára.

A 19 újonnan detektált haló egy másik meglepetéssel is szolgált: viszonylag hideg, körülbelül 10 ezer fok hőmérsékletű intergalaktikus gázból áll. Ez pedig egyáltalán nincs összhangban a galaxisok formálódásáról és szerkezetéről jelenleg elfogadott modelljeinkkel, amelyek szerint azokhoz ennyire közel a gáz hőmérsékletének akár az egymillió fokot is el kellene érnie.

A MUSE ún. képalkotó spektrográf, amely egy menetben képes nagy kiterjedési objektumokat leképezni, tehát azokról felvételt készíteni, miközben a kép minden pixele esetében rögzíti az oda beérkezett fény színképét is. A felfedezés kiválóan mutatja a MUSE-ban rejlő észlelési potenciált. A kutatócsoport egyik tagja, Sebastiano Cantalupo nagyon lelkes az eszközzel és az általa nyújtott lehetőségekkel kapcsolatban: az elméleti és numerikus modellek következő generációjával kombinálva a MUSE új utakat nyithat a kozmikus szerkezet és a galaxisfejlődés kutatásában.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• eso1638 - Science Release