Mi hajtja a csillaggyárakat?

A galaxisok újabb titkát ismerhetjük meg.

Molnár László
2014. 10. 10. 20:39
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

A galaxisok önmagukban nem képesek a végtelenségig új csillagokat létrehozni: ezt az állítást mind a megfigyelések, mind az elméleti megfontolások alátámasztják. Ahhoz, hogy egy galaxis kövesse a rá jellemzőnek gondolt fejlődési útvonalat, szüksége van valamiféle mechanizmusra, amely szabályozza benne a csillagkeletkezést. Ennek kulcsa, hogy turbulensen tartsa a csillagok alapanyagául szolgáló gázt. Ettől a galaxisban található csillagközi anyag folyamatosan keveredik és sűrű, hideg csomók alakulhatnak ki benne: ezek végül összeomolhatnak és csillaggá sűrűsödhetnek össze. Ahogy a keveredés megáll és a gáz lecsillapodik, nem fognak újabb csillagok születni.

A csillagkeletkezést lehetővé tevő, a szakzsargonban pozitív visszacsatolásnak nevezett folyamatokat azonban sokkal vázlatosabban ismerjük, mint a további csillagkeletkezést megállító vagy egyenesen lehetetlenné tevő negatív visszacsatolási folyamatokat. Az egyik jelölt a szupernóva-robbanások hatása: ezek erőteljes lökéshullámokat küldenek át a csillagközi anyagon, amely akár önmagában is elegendő lehet a turbulens keveredés fenntartásához és a csillagkeletkezés szabályozásához. A szupernóváknál is erősebb hatása lehet az aktív, éppen anyagot elnyelő fekete lyukaktól eredő rádiónyaláboknak (jeteknek), amelyek maguk is felkeverik az útjukba kerülő gázt, ahogy nagy sebességgel beleütköznek. Bár a szimulációk szerint ezek a folyamatok szükségesek, nem ártana megfigyelésekkel is igazolni a működésüket.

 

Stephen Hamer (Observatoire de Paris) és szerzőtársai a déli égbolt egyik ikonikus objektumában, a Centaurus A galaxisban keresték a rádiónyalábok és a csillagközi anyag kölcsönhatásának nyomait. A Centaurus A egy óriási elliptikus galaxis, de találunk benne vastag porsávokat, egy 20 millió naptömeg méretű központi fekete lyukat és két hatalmas, több mint nyolcszázezer fényév hosszúságú rádiólebenyt is. A kutatók az egyik chilei VLT óriástávcsőre szerelt MUSE spektrográffal keresték a pozitív visszacsatolás nyomait. Az egyik árulkodó jel, ha a hidrogéngázra jellemző, fényes színképvonalat kiszélesedve látják a rádiónyaláb mentén.

Ha a nyaláb lökéshullámokat kelt a csillagközi gázban, azzal fel is fűti azt, energiát biztosítva a turbulens keveredéshez, amelyből pedig később csillagkeletkezési régiók alakulhatnak ki. A kaotikusan kevergő gáznak egyes részei éppen közelednek felénk, mások pedig távolodnak. Ezeknek a részeknek a sugárzása a sebességnek megfelelő kék-, illetve vöröseltolódást szenved. Emiatt a hidrogén eredetileg igen keskeny színképvonala helyett az ide-oda mozgó részek összegét látjuk: egy kiszélesedett vonalat.

 

A felvételek nagyon érdekes dolgokat fedtek fel a Centaurus A-ról. Az egyértelmű, hogy a rádiónyaláb mentén egy sor nagyobb csomóba rendeződött a gáz. Ami ennél sokkal meglepőbb, hogy ha ezeket kitakarták, hosszú ívek rajzolódtak ki a háttérben, a nyalábokra közel merőlegesen. Ezek az ívek nem követik a galaxison átnyúló porsávokat sem, hanem ellentétes irányú görbülettel rendelkeznek. A kutatók szerint a legvalószínűbb, hogy az ívek nem független struktúrák, hanem azok is a nyaláboktól erednek. Ahogy az aktív fekete lyuktól megindul a nagyon nagy sebességű áramlás a nyalábok mentén, az beleütközik a galaxisban található, lassan mozgó gázba. A félrelökött csillagközi anyagban visszaáramlás indul meg: ezt láthatjuk most ívekként. De a visszaáramlás nem tart sokáig, csak úgy egymillió évig: a Centaurus A fekete lyuka tehát csillagászati szempontból igen rövid ideje vált aktívvá.

 

A második meglepetést a vonalszélesség-térkép tartogatta. Azt találták, hogy a legnagyobb kiszélesedés és így a legnagyobb turbulencia is a nyalábot alkotó csomók szélén alakult ki. A gáz itt akár több száz km/s-os sebességgel áramlik ide-oda, pontosan, ahogy azt a lökéshullámokkal végzett szimulációk jósolták. Ugyanezek a tartományok ultraibolya fényben is igen fényesek, ami egyértelmű bizonyíték arra, hogy a csomók széle mentén jelenleg is aktív csillagkeletkezés zajlik. Ezek alapján tehát sikerült a Centaurus A-ban közvetlenül megfigyelni a központi fekete lyuk rádiónyalábja által vezérelt pozitív visszacsatolási folyamatot: a csillagközi gázba csapódó nyaláb lökéshullámai turbulenssé tették azt, beindítva a keveredést és csillagkeletkezést, és mellesleg megfigyelték a visszaáramlást is. Amennyiben igazuk van, a fekete lyuk még sok száz millió éven át fogja fenntartani a csillagkeletkezést a galaxisban.

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.