Szabályozott hízókúrán voltak az ősi fekete lyukak

Már egymilliárd évvel az Ősrobbanás után is szabályosan, az őket befogadó galaxisok tömegével arányosan növekedtek a szupernagytömegű fekete lyukak. Minden korábbinál távolabb sikerült az egzotikus objektumok gyarapodását megfigyelni.

Több millió naptömegű "feketelyuk-szörnyek" találhatóak a nagyobb galaxisok, így saját Tejútrendszerünk centrumában is. Az ilyen objektumok alapvetően befolyásolhatták a galaxisok növekedését, azonban a messzi és ősi Világegyetemben nehezen azonosíthatók. A galaxisfejlődésnek legizgalmasabb, kezdeti lépései ezért csak bizonytalanul sejthetők. Néhány megfigyelés újabb támpontokat adott erről a kezdeti periódusról.

A korábbi észlelések alapján sok olyan kvazárt, azaz ősi aktív galaxismagot találtak, amelyekben igen nagy tömegű fekete lyukak léteztek, mindössze egy-másfél milliárd évvel az Ősrobbanás (Nagy Bumm) után. Az ilyen objektumok gyors növekedést mutattak már ebben a korai időszakban is, ezért nehéz megállapítani, milyenek voltak még korábban, mekkora tömegű objektumokból indult a fejlődésük.

Ezequiel Treister (Institute for Astronomy, University of Hawaii) és kollégái a Nature 2011. június 16-i számában mutatták be új eredményeiket. Munkájuk során 250 távoli galaxist tanulmányoztak.

Galaxisok a Hubble-űrtávcső képén. A karikák a röntgentartományban azonosított távoli, erős energia-kibocsátású fekete lyukak helyét jelölik (ASA, CXC, U. Hawaii, Treister, NASA, STScI, UC Santa Cruz, Illingworth, NASA, Beckwith)

A méréseket a Chandra-űrtávcső segítségével végezték, z = 6-8 vöröseltolódású, azaz a Világegyetem kezdő pillanata után 700-950 millió évvel (napjaink előtt 13 milliárd évvel) létezett nagy tömegű fekete lyukakra. A megfigyelésekkel az ősi objektumok, valamint az őket befogadó galaxisok növekedésének ütemét a korábbiaknál távolabb sikerült megvizsgálni.

Az eredmények alapján a tanulmányozott fekete lyukak egykor galaxisaikkal együtt, azok tömegének függvényében gyarapodtak. Ennek megfelelően a nagyobb galaxis nehezebb fekete lyukat "nevelt" a centrumában. Olyan sok gáz és por vette körül ezeket a központi és kompakt objektumokat, amelyen csak a rövid hullámhosszú röntgensugarak hatoltak át. Ezért nem sikerült eddig kimutatni őket, és most is csak a röntgen-hullámhosszakon akadtak a nyomukra. Az eredmények alapján ebben a kezdeti időszakban gyorsabban növekedtek a központi fekete lyukak, mint azt eddig feltételezték.

Fantáziarajz egy környezetéből anyagot elnyelő fekete lyukról (NASA/CXC/A.Hobart)

Az ilyen szupernagytömegű fekete lyukak és az őket befogadó galaxisok tömege tehát arányban állt egymással már egymilliárd évvel az Ősrobbanás után is, nem csupán a mai Világegyetemben. Eszerint viszonylag ritka eset lehetett, hogy az ilyen fekete lyukak egymásba olvadva növekedtek, inkább a környezetükben lévő galaxis gázanyagának bekebelezésével híztak nagyra. Fejlődésük pontos leírásához további megfigyelések kellenek, ebben a következő generációs James Webb-űrtávcső játszhat kulcsszerepet.

Ajánlat:

• Ilyen lehet egy fekete lyuk közelről
• Környezetszennyező fekete lyukak

Animáció egy kvazár (ősi és aktív galaxismag) működéséről, amelybe anyag ármalik be az őt körülvevő akkréciós korongból (NASA)