A csillagászok egy nemzetközi kutatócsoport vezetésével 77 új, sűrű porfelhőbe burkolt szupermasszív fekete lyuk jelenlétét azonosították az univerzumban. Ezek a rendkívüli objektumok az úgynevezett kifújási szakaszukban (blow-out phase) vannak, amely a galaxisok fejlődésének egy kritikus, ám eddig ritkán megfigyelt átmeneti fázisa. A felfedezés megduplázza az eddig ismert, erősen kivörösödött kvazárok (HRQ) számát, és kulcsfontosságú bizonyítékkal szolgál a galaxisok és a központi fekete lyukak együttes fejlődésére vonatkozó elméletekre.
Kozmikus átrendeződés porfelhők mögött
A legtöbb óriásgalaxis középpontjában egy-egy szupermasszív fekete lyuk található. Amikor ezek az objektumok aktívan anyagot fogadnak magukba a környezetükből, rendkívül fényes kvazárokká alakulnak. A növekedési fázis kezdetén azonban a folyamatot gyakran sűrű kozmikus por és gáz fedi el, amely elnyeli a látható fényt, és csak az infravörös tartományban engedi át a sugárzást. Ez a porréteg felelős az objektumok jellegzetes vörös színéért.
A friss megfigyelések szerint a felfedezett 77 kvazár éppen abban a rövid, intenzív átmeneti időszakban van, amikor a fekete lyukból kiáramló hatalmas sugárzásnyomás és a kozmikus szelek elkezdik szétfújni és kisöpörni a környező gáz- és porburkot. Ez a folyamat alapjaiban változtatja meg a galaxis magját, megtisztítva az utat a klasszikus, kék színű kvazárok kialakulása előtt.
A SPHEREx űrteleszkóp technológiai áttörése
A Matthew Stepney vezette kutatócsoport a NASA legújabb infravörös adatait és spektrofotometriai méréseit használta fel a rejtőzködő objektumok felkutatására. A mintavétel sikere rávilágított arra, hogy az optikai felmérések korábban a fekete lyukak növekedési fázisainak jelentős részét figyelmen kívül hagyták a por árnyékoló hatása miatt. Az azonosított kvazárok abból a korszakból származnak, amikor a világegyetem mindössze 1,6 és 4,3 milliárd év közötti idős volt – ezt az időszakot a csillagászatban kozmikus délidőként (cosmic noon) is emlegetik a fokozott csillagkeletkezési aktivitás miatt. A 77 új objektum közül hét darab ráadásul 3-nál nagyobb vöröseltolódással rendelkezik, ami azt jelenti, hogy kevesebb mint 2,1 milliárd évvel a Ősrobbanás utáni állapotot tükrözik.
Kibocsátási és strukturális hatások
A kutatás során kimutatták, hogy a vizsgált kivörösödött kvazárok 76 százalékánál jelen van egy határozott ultraibolya (UV) többletsugárzás, amely a fekete lyuk környezetéből szóródik szét. Emellett a mérések megerősítették, hogy ezek az objektumok szignifikánsan szegényebbek a forró és meleg porban, mint a hasonló luminozitású kék kvazárok. Ez a porszegény környezet közvetlen bizonyítéka annak, hogy a központi motorból származó erős visszacsatolás (feedback) már megkezdte a belső tartományok megtisztítását.
| Paraméter / Jellemző | Megfigyelt érték / Adat |
|---|---|
| Újonnan azonosított HRQ-k száma | 77 új kvazár |
| Vizsgált vöröseltolódási tartomány (z) | 1,5 < z < 3,9 |
| Különleges, korai objektumok (z > 3) | 7 darab (első ízben dokumentálva ebben a kategóriában) |
| Univerzum kora a megfigyelt fény kibocsátásakor | 1,6 – 4,3 milliárd év |
| UV-többletet mutató objektumok aránya | 76% |
| Por-korrigált optikai luminozitás | log10(λLλ(3000Å)) > 47,0 erg/s |
Magyar vonatkozások az asztrofizikában
Bár a konkrét felmérést nemzetközi konzorcium végezte, a szupermasszív fekete lyukak környezetének modellezésében, az infravörös alapú porkutatásokban és a kozmikus visszacsatolási mechanizmusok elméleti vizsgálatában több magyar kutatóhely – köztük a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézete – is aktívan hozzájárul a nemzetközi projektekhez. A hazai szakemberek által fejlesztett modellek segítenek értelmezni a nagy energiájú gázkiáramlások galaxisfejlődésre gyakorolt hatásait.
A kutatások jövőbeli kilátásai
A 77 új objektum felfedezése a korábbi egyedi és elszórt észlelések után végre lehetőséget biztosít a statisztikai alapú populációkutatásra. A csillagászok a következő lépésben arra keresik a választ, hogy pontosan mennyi ideig tart ez a por-kifújási fázis, mekkora tömegű anyag távozik a galaxisokból, és hogy ez a folyamat teljesen leállítja-e a későbbi csillagkeletkezést a galaxis magjában. Az adatsor finomításához a jövőben más nagy teljesítményű űrteleszkópok célzott méréseit is igénybe veszik majd.
