A James Webb űrteleszkóp részletes felvételeken örökítette meg, amint egy távoli szupermasszív fekete lyuk gázszálakon keresztül táplálkozik.
A James Webb űrteleszkóp minden korábbinál tisztább felvételeket készített arról a folyamatról, amely során a szupermasszív fekete lyukak gázt vonzanak magukhoz a növekedésükhöz. A friss képeken hosszú gázszálak láthatók, amelyek egy galaxis forró külső légkörét kötik össze a központi fekete lyukat körülvevő, gyorsan forgó koronggal.
Ez a gázkorong jelenti az anyag utolsó gyűjtőhelyét, mielőtt az végleg belezuhanna a fekete lyukba, ezzel táplálva azt. A megfigyeléseket egy nemzetközi kutatócsoport végezte a Montréali Egyetem vezetésével, a vizsgálatban pedig a Michigan Állami Egyetem munkatársai is részt vettek.
„A James Webb mérései több ezer új tényt és adatot szolgáltatnak számunkra, amelyeket nem könnyű egyszerre feldolgozni” – fogalmazott Megan Donahue, a Michigan Állami Egyetem fizika- és csillagászprofesszora. A kutató hozzátette, hogy közösen dolgoznak azoknak az asztrofizikai kérdéseknek a megválaszolásán, amelyek a fekete lyukak táplálkozására, valamint a gazdagalaxisukkal való kölcsönhatásukra vonatkoznak.
Egy szupermasszív fekete lyuk
Szinte minden nagy galaxis középpontjában található egy szupermasszív fekete lyuk, amely akár több milliószor vagy milliárdszor nehezebb lehet a Napnál. Maguk a fekete lyukak nem bocsátanak ki fényt, ám amikor hatalmas mennyiségű gáz és por áramlik feléjük, ez az anyag erősen felhevül, ezzel pedig egy kifejezetten fényes és energiadús régiót hoz létre – jelenti a ScienceDaily.
NE HAGYD KI
Kövess minket a Google-ben
Legyen a Liner a követett forrásod
Jelöld be a Linert követett forrásként a Google-ben.
Az aktív fekete lyukak hatalmas kozmikus motorokként működnek, amelyek óriási anyagsugarakat lövellnek ki a galaxis középpontján túlra. Ezek a kilövellt nyalábok felmelegítik a környező gázt, miközben lassítják az új csillagok születését, így befolyásolják a galaxis fejlődését.
A fekete lyuk tevékenysége
Emiatt a folyamat miatt komoly elméleti rejtély foglalkoztatja a kutatókat, hiszen a felmelegített gáznyalábok miatt a gáznak nehezebben kellene lehűlnie és a fekete lyukba zuhannia. A fekete lyuknak elméletileg el kellene vágnia a saját élelemforrását, a gyakorlatban azonban sok égitest mégis folyamatosan táplálkozik, ami egy önszabályozó rendszer létezésére utal.
A fekete lyuk tevékenysége által felmelegített gáz végül újra lehűl, miközben hosszú, keskeny szálakká sűrűsödik össze. Ezek a hűvösebb gázáramlatok visszahullanak a galaxis központja felé, hogy pótolják a fekete lyuk üzemanyagát. A folyamat tanulmányozására a kutatók az NGC 4696 nevű galaxist választották, amely a tőlünk mintegy 145 millió fényévre lévő Centaurus galaxishalmaz legnagyobb központi tagja.
A megfigyeléseket a James Webb infravörös spektrográfjával végezték, amellyel részletes térképet készítettek a gáz mozgásáról a fekete lyuk gravitációs vonzáskörzetében. Az űrteleszkóp képes volt akár 30 fényév szélességű struktúrákat is elkülöníteni, ami különösen finom részletességnek számít egy több százezer fényév átmérőjű galaxisban.
A megfigyelések feltárták, hogy a galaxis központjában látható S-alakú szerkezet valójában egy forgó gázkorong a szupermasszív fekete lyuk körül. Az örvénylő korong nagyjából 800 fényév szélességben terül el, az abban található anyag pedig helyenként másodpercenként 600 kilométeres sebességgel száguld.
Egyre több mindent tudni
A gázkorong közvetlen fizikai kapcsolatban áll a galaxis egyik beáramló, hűvös gázszálával, az adatok szerint pedig a gáz ezen a csatornán keresztül jut el a fekete lyukat tápláló korongba. Ez az eddigi egyik legerősebb közvetlen bizonyíték arra, hogy a hideg gázszálak közvetlen táplálócsatornaként szolgálnak a szupermasszív fekete lyukak számára.
A felfedezés segít pontosan megérteni egy nagyobb körforgás lépéseit. Az aktív fekete lyuk által kilövellt anyagsugarak energiát adnak át a környező gáznak, amely idővel lehűl, instabillá válik, majd vékony szálakká omlik össze. Ahogy a gáz befelé zuhan, a mágneses erők csökkentik a forgási sebességét, így a galaxis középpontja felé terelik azt, ahol végül összegyűlik a fekete lyuk körüli korongban.
Ez a korong táplálja a fekete lyukat, amely újabb anyagsugarakat indít el, a folyamat pedig kezdődik elölről. A kutatók fejlett számítógépes szimulációkkal is tesztelték a modellt, a modellezett gáz mozgása és sűrűsödése pedig szinte teljesen megegyezett az űrteleszkóp által látottakkal.
„Nagyon izgalmas volt részt venni ebben a projektben” – nyilatkozta Mark Voit, a Michigan Állami Egyetem fizika- és csillagászprofesszora. A kutató elmondta, hogy a csoportjuk által végzett számítások előre jelezték, hogy a mágneses mezőknek segíteniük kell a világegyetem legnagyobb fekete lyukainak táplálását a hideg gáz beáramoltatásával, ezt a folyamatot pedig lenyűgöző közvetlenül is látni a friss felvételeken.