annak ellenére, hogy akár több milliárd fényévre is lehetnek tőlünk, olyan fényesnek látszanak a bennük zajló, rendkívüli energiákat felszabadító folyamatok miatt, mint Tejútrendszerünk milliószor közelebbi csillagai.
A kvazárok valójában a távoli galaxisok szívében helyet kapó, éppen tömeget befogó, tehát aktív szupernagy tömegű fekete lyukak, amelyek az említett aktivitás miatt sugároznak olyan erősen. Azonban, mint ahogy sok mindennek, az anyagbehullás ütemének és a kibocsátott sugárzásnak is van egy felső határa. A táplálkozás közben az energia fotonok formájában szabadul fel, amelyek kölcsönhatnak a fekete lyuk körüli anyaggal, ezzel egy kifelé irányuló nyomást fejtve ki rájuk. Amikor a kvazár elég sok fotont bocsát ki, az említett nyomás ellent tud tartani a gravitációs erőnek, ezáltal megakadályozva, hogy a fekete lyuk további anyagot szívjon magába. Ez a negatív visszacsatolási folyamat megmutatja, hogy a kvazárok fényességének van egy felső határértéke, amelyet Eddinton-fényességnek nevezünk. Emellett a fekete lyukba történő anyagbehullásnak is van határsebessége, amelyet Eddington-ráta néven ismerünk.
![Egy kvazár művészi ábrázolása. (Forrás: [ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser; CC BY 4.0].)](/uploads/gallery/8/heic1902a-1773310434.jpg)
Egy nemrégiben megjelent tanulmány szerzői egy minden szempontból különleges kvazárt vizsgáltak, amely átlépi a fentebb említett határokat.
Jet, vagy nem jet? - Ez itt a kérdés!
A kutatók a RACS J032021.44−352104.1 jelű kvazárt vizsgálták különböző rádiótávcsövekkel, például a Giant Meterwave Radio Telescope-pal, az Australia Telescope Compact Array-jel, valamint az ausztrál Long Baseline Array-jel. Az adatok elemzésével megállapították, hogy az objektum rádióhangos, tehát fényesebb a rádióhullámhosszakon, mint a látható tartományban. A rádióhangos kvazárokra általában jellemző, hogy pólusaik mentén relativisztikus sebességgel mozgó töltött részecskéket lövellnek ki egy nyaláb/jet formájában. A vizsgált objektum a röntgentartományon is sugárzik, amely első ránézésre megerősíteni látszik a jet jelenlétét.
A nevezett kvazár röntgenfényessége azonban jócskán meghaladja a többi hasonló objektumét, így a RACS J032021.44−352104.1 a korai Univerzum egyik legfényesebb kvazárjának minősül. Érdekes viszont, hogy a röntgensugarakon belül leginkább kisebb energiájú sugárzást sikerült detektálni, így a kvazár "lágy röntgenforrásnak" minősül. Szintén furcsának tartották a kutatók, hogy a röntgenfényesség hónapokon keresztül közel állandó maradt. Ezek és más mért jellemzők alapján arra következtethetünk, hogy a röntgentartományon megfigyelt sugárzást valószínűleg nem egy jet okozza.
A kozmikus evőverseny győztese
Az új tanulmány egy elképesztő lehetőséggel állt elő a megfigyelt röntgensugárzás magyarázatára: bizonyos elméletek, illetve szimulációk megmutatják, hogy ha egy fekete lyuk anyagbefogási sebessége átlépi az Eddington-határt, az objektum lágy röntgensugárzást fog kibocsátani. Az adatok modellezése alapján a kutatók úgy gondolják, hogy a vizsgált kvazár esetén helytálló lehet ez a forgatókönyv, ha feltételezzük, hogy a központi fekete lyuk nagyon lassan forog. Ez pedig több szempontból is érdekes.
Sok csillagász szerint ez a korai Univerzum fekete lyukainak gyors növekedési ütemében szerepet játszhatott ez a bizonyos szuper-Eddington tömegbefogás, ugyanis a James Webb-űrtávcsővel a fiatal Világegyetemben megfigyelt fekete lyukak egy részének a tömege jóval nagyobb annál, mint amit az Eddington-sebesség alatti akkréció létre tudna hozni. Ez azonban felveti a kérdést: ha helytálló ez a feltételezés, pontosan hogyan lehetséges ennek az elméleti határértéknek az átlépése?
Bár a vizsgált kvazár tulajdonságai jórészt összhangban vannak az Eddington-rátát meghaladó anyagbefogást feltételező forgatókönyvvel, bizonyos dolgokban, például a mért rádiósugárzásban eltérnek attól. És bár a megfigyelt objektum több szempontból is különleges és ígéretes, még mindig nem tudjuk megmagyarázni a határérték átlépésének fizikai okát. Ha azonban sikerülne több ehhez hasonló kvazárt is megvizsgálni a jövőben, talán sikerülne feloldani a rejtélyt, vagy találni egy ettől különböző, szintén helytálló magyarázatot a korai Univerzum fekete lyukainak gyors növekedésére.
A cikk forrása: https://aasnova.org/2026/02/03/the-winner-of-the-cosmic-speed-eating-contest/
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet