Jetnek nevezzük a fekete lyukak forgástengelyének irányába, a fény sebességéhez közeli sebességgel kiáramló részecskék által alkotott sugárnyalábokat. Az újonnan vizsgált fekete lyuk az 1,2 milliárd éves, tehát igen fiatal Univerzumból származik, és a belőle két irányba kiáramló nyalábok hossza kétszeresen meghaladja galaxisunk, a Tejútrendszer méretét.
Meglepő érdekesség, hogy a fekete lyuk a viszonylag kis tömegű galaxismagok közé tartozik a maga 450 millió naptömegével. Ebből tehát arra következtethetünk, hogy a detektált jetek létrejöttéhez nem szükséges, hogy a fekete lyuk különlegesen nagy tömegű, avagy extrém sebességgel nyelje el a ráhulló anyagot.
Aktív galaxismagok és jetek
Mint azt talán sok csillagászat iránt érdeklődő tudja, a legtöbb galaxis közepén egy szupernagy tömegű fekete lyuk kap helyet, amelynek tömege milliószorosan, vagy akár milliárdszorosan is meghaladhatja a Nap tömegét. Ezen fekete lyukak közül vannak csendes fekete lyukak, amelyek jelenleg nem mutatnak aktív táplálkozási - tehát anyagbefogási - folyamatokat, illetve vannak aktív galaxismagok, amelyek jelenleg is tömeget nyelnek el a környezetükből. Ezt az anyagbefogást a csillagászati szaknyelv az akkréció névvel illeti.
Az aktív galaxismagok közös jellemzője, hogy található körülöttük egy lapos akkréciós korong, amelyről anyag áramlik a központi fekete lyuk felszínére. Ennek az anyagbefogásnak az eredményeként jönnek létre a jetként vizsgálható sugárnyalábok is: a fekete lyuk mágneses tere az akkréciós korongról beáramló anyag egy részét eltéríti, és a pólusok irányába hajtja. Ezek a részecskék a mágneses tér hatására csaknem a fénysebességig gyorsulnak és a pólusok irányába mutató nyalábokként távoznak a fekete lyuk környezetéből.
A jeteket rádiótávcsövekkel nagy távolságokban is tudjuk detektálni: amikor a vizsgált, J1601+3102 jelű rádiógalaxis magja kibocsátotta a nyalábjait, az Univerzum életkora kevesebb mint 10%-a volt a mai korának. A nyalábokat a Low-Frequency ARray (LOFAR) antennahálózattal figyelték meg a kutatók a rádiótartományban, majd később méréseket végzett róluk a Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) a közeli infravörös, és a Hobby-Eberly Telescope a látható hullámhosszakon is.
A fekete lyukat vizsgáló kutatócsoport tagjainak fő célja az volt, hogy erőteljes jeteket mutató rádiógalaxisokat vizsgáljanak a korai Univerzumban és ez alapján következtetéseket vonjanak le a galaxisfejlődéssel, valamint a jetek kialakulásával kapcsolatban. Kiemelték azt is, hogy az igen távoli J1601+3102 detektálása az objektum különösen hosszú jetpárosának köszönhető. Mivel tehát egy rendkívüli rádiógalaxisról van szó, több, különböző hullámhossztartományon működő műszerrel készültek róla követőmérések.
Ezek alapján sikerült meghatározni, hogy a központi fekete lyuk tömege 450 millió naptömeg, és a későbbiekben talán többet megtudhatunk az objektum táplálkozási szokásairól is. Mindemellett az eredmények azt mutatják, hogy a fekete lyuk pólusaiból kiáramló két jet mérete nem egyforma: a párost egy rövidebb, ám fényesebb komponens, és egy hosszabb, halványabb komponens alkotja. Ennek alapján a kutatók úgy gondolják, hogy a fekete lyuk környezete nagyban befolyásolja a kialakuló jetek alakját, illetve méretét.
A kutatócsoport az itt vázolt eredményeket az Astrophysical Journal Letters című szaklapban tette közzé.
A cikk forrása: https://www.space.com/monster-black-hole-early-universe-jet-twice-milky-way
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet