Egy új tanulmány galaxisok spektrumának emissziós, illetve abszorpciós vonalait vizsgálva igyekszik meghatározni a gáz mozgásának irányát, és ezzel lerántani a leplet a galaxisfejlődés egy kulcsfontosságú folyamatáról.
Beáramlás vagy kiáramlás?
A galaxisok élettartama alatt a bennük található gázanyag csillagokká alakul, amelyekben fúziós folyamatokkal nehezebb elemek jönnek létre. A csillagok az életük végén szupernóvaként felrobbanva vetik le magukról anyagukat, feldúsítva a csillagközi gázt. Ez a folyamat pedig ciklikusan ismétlődik a galaxis élettartama alatt. Azt azonban nehéz megállapítani a mérések alapján, hogy egy galaxis tetszőleges régiója egy adott időpillanatban épp anyagot gyűjt, avagy a benne lévő csillagok szupernóvaként történő felrobbanásával anyagot lök ki magából: mindkét folyamat okozhatja a színképvonalak vörös, illetve kékeltolódását a megfigyelő helyzetétől függően.
A Tejútrendszer esetén már sikerült közvetlenül is kimérni a gáz beáramlását, néhány extragalaxis esetén is detektáltunk ilyesmit, azonban mind a beáramlás, mind a kiáramlás hasonló hatással van a spektrum emissziós vonalaira. További spektroszkópiai mérések és az abszorpciós vonalak vizsgálata segíthet kideríteni, hogy egy adott esetben befelé, vagy kifelé történik az anyagáramlás egy galaxisból.
Árulkodó hidrogénvonalak
A konfúzió feloldása végett egy kutatócsoport galaxisok színképének hidrogén emissziós vonalait vizsgálta a galaxis különböző helyszínein. Általában a hidrogén Hα jelölésű, nagyobb hullámhosszú (tehát vörösebb) emissziós vonalának, valamint a színkép kékebb felén elhelyezkedő Hb vonal erősségének az aránya érzékeny a galaxis és a megfigyelő közötti por mennyiségére. Mivel a por általában a kékebb fotonokat erősebben szórja más irányba, a galaxis mögötti régióban a Hα/Hꞵ arányszám általában magasabb, mint a galaxis előtti helyszíneken, ugyanis a galaxis korongjának poranyaga elnyeli a Hb -sugárzás egy részét.
Az újonnan megjelent tanulmány szerzői hidrodinamikai szimulációkat futtattak, amelyben egy Tejútrendszerhez hasonló galaxis gázanyagának be- és kiáramlását, illetve ezeknek a hidrogénvonalakra tett hatását vizsgálták. Ez alapján sikerült a galaxis gázanyagát három komponensre osztani: beáramló gáz, kiáramló gáz, a korong gázanyaga. A kutatók kiemelték, hogy a korong gázanyagának vörösödése nagy szerepet játszik a hidrogénvonalak erősségének kialakításában attól függően, hogy a vizsgált régió a koronghoz képest hol helyezkedik el.
A beáramlás jelei
Mit mond el mindez a beáramlásokról? Az új tanulmány szerint a spektrumban található hidrogén emissziós vonalak vizsgálatából meghatározható, hogy látóirányunkból a galaxis gázanyagának mely részei találhatóak a galaxis korongja előtt, illetve mögött. Ezután a galaxis korongja előtti anyagot vizsgálva megállapítható, hogy a beáramlások vöröseltolódást, a kiáramlások pedig kékeltolódást okoznak a spektrumban, és így elkülöníthetjük egymástól a két folyamatot.
A korong előtti anyagban a Hα/Hꞵ vonalarány kisebb, mint a korong mögöttiben, amely összhangban van azzal a feltételezéssel, miszerint a korong poranyaga a Hꞵ vonal hullámhosszán nyeli el a fényrészecskéket.
A galaxis korongja mögött található gáz esetében azonban bonyolultabb a ki- és beáramlások elkülönítése: mivel a szimuláció szerint a por egyenetlenül, csomósan oszlik el a galaxisban, nehéz elkülöníteni egymástól a korong, valamint a mögötte található térrész anyagát, és így azt is, hogy be- vagy kiáramlás történik. Ennek eldöntése és a szimulációk további fejlesztése a jövő zenéje.
A cikk forrása: https://aasnova.org/2026/05/01/in-or-out-using-balmer-emission-to-distinguish-inflows-from-outflows/
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet