amelyet gravitációs vonzásuk révén magukba szippantanak. Ezt az érdekes mechanizmust a kutatók a NASA Chandra nevű röntgentávcsövének, és a látható tartományon működő Very Large Telescope-nak (VLT) az adataiból mutatták ki hét igen nagy tömegű fekete lyuk vizsgálatával. Ezek a fekete lyukak galaxishalmazok közepén kapnak helyet, és közös jellemzőjük, hogy pólusaikból plazmasugarak (jetek) áramlanak ki. Ezek a sugarak üregeket vájnak a galaxisközi térbe, amelyet megtöltenek forró gázzal. Így a galaxisközi térben kialakul egyfajta fonalas szerkezet, amelyet hidegebb és forróbb gázstruktúrák alkotnak. A galaxisközi anyag hidegebb gázokból álló része később ismét a fekete lyuk gravitációs terébe érve annak táplálékává válik.
Ezt az érdekes eredményt a kutatócsoport a neves Nature Astronomy című szaklapban publikálta.
A fekete lyukak táplálkozási szokásairól
Sok galaxis közepében megtalálható egy-egy szupernagy tömegű fekete lyuk, amelynek tömege Napunkénak millió-, vagy akár milliárdszorosa. Az ilyen fekete lyukakat két nagy csoportra oszthatjuk: vannak csendes, inaktív fekete lyukak, például a Tejútrendszer közepén található Sgr A*, illetve vannak aktívan táplálkozó fekete lyukak, mint például a közeli M87 galaxis közepén elhelyezkedő M87*. A jelenleg is anyagot elnyelő fekete lyukakat aktív galaxismagoknak (active galactic nuclei, AGN) nevezzük.
Az aktív galaxismagokra jellemző, hogy az objektum körül található egy anyagbefogási (akkréciós) korong, amelyről anyag hullik be a fekete lyuk felszínére. A korongban fékeződő anyag sugárzást kelt, így ezeket az aktív galaxismagokat igen nagy távolságokban is láthatjuk. Szintén gyakran előfordul, hogy az aktivitást mutató fekete lyukak mágneses pólusaiból a fénysebesség közelébe gyorsított plazmasugár lövi ki az anyagot a csillagközi (vagy éppen galaxisközi) térbe, amelyet jetnek nevezünk.
Az új kutatás során vizsgált, aktivitást mutató fekete lyukak különlegessége, hogy nem galaxisok, hanem galaxisok sokaságát magában foglaló galaxishalmazok közepén helyezkednek el, és így tömegük elérheti akár a több tízmilliárd naptömeget is.
A fekete lyukak szeretik lehűteni az ételüket
A vizsgált szupernagy tömegű fekete lyukak mindegyike bocsát ki jeteket, amelyeket a környező gáz-, illetve poranyag táplál.
A következő képen a tőlünk 240 millió fényévre található Perseus-halmaz, vagy más néven Abell 426 látszik, amely egyike a legnagyobb kozmikus struktúráknak, míg az alatta lévő kép a Centaurus-halmazt mutatja. A színes képeket a Chandra, illetve a VLT adatainak kombinálásával állították elő.
A képeken kék színnel jelenik meg a forró gáznak a Chandra-űrtávcső által rögzített röntgensugárzása, míg a vöröses színű szálak a VLT felvételeken megjelenő, hidegebb anyagot mutatják. Ezek a felvételek megerősítik azt az elméletet, amely szerint a fekete lyukak által kibocsátott jetek elősegítik a galaxisközi gáz egy részének szálas szerkezetbe történő rendeződését, majd később a lehűlését is.
A lehűlt gázanyag ezután újra a galaxishalmaz szíve felé veszi az irányt, rácsatlakozva a központi fekete lyuk körüli akkréciós korongra, és így a fekete lyuk táplálékává válva. Ez a tömegbefogási folyamat pedig elősegíti a jet további működését. Ez arra utal, hogy a fekete lyuk által kibocsátott forró gáz, és a hidegebb, szálas régió hőmérséklete között van valamiféle összefüggés.
Ezen az érdekes eredményen túl a tanulmánynak nem csak a fekete lyukak táplálkozási szokásait illetően van jelentősége: a szálas szerkezetű struktúrákban jelenlévő hideg gáz ugyanis az új csillagok születéséhez is elengedhetetlen fontosságú alkotóelem. Az elemzett új felvételek tehát hozzájárulnak ahhoz is, hogy azonosítani tudjuk a vizsgált galaxishalmazok leendő csillagkeletkezési területeit.
A cikk forrása: https://www.space.com/chandra-NASA-black-holes-cook-meals
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet