Elképesztő távolságba, 300 000 fényévre lövelli ki energiáját egy távoli, szupermasszív fekete lyuk a mélyűrbe. A Tohoku Egyetem kutatói kimutatták, hogy a H1821+643 jelű kvazár központi fekete lyukja a korábban feltételezettnél százszor erőteljesebb kiáramlásokat gerjeszt. A felfedezés alapjaiban formálja át a csillagászok elképzeléseit arról, miként hatnak a kozmikus óriások a saját galaxisuk határain túli környezetre.
A modern asztrofizika régóta vizsgálja, miként alakítják a galaxisok fejlődését a centrumukban rejtőző gravitációs objektumok. Bár a köztudatban a fekete lyukak elsősorban mindent elnyelő testekként élnek, az aktívan táplálkozó kvazárok hatalmas mennyiségű anyagot és sugárzást löknek vissza a térbe. A japán tudóscsapat friss mérései alapján ezek a kiáramló gázszelek messzebbre érnek el, mint bárki korábban gondolta volna.
A Tejút átmérőjének háromszorosát éri el a kozmikus szél
A kutatócsoport a Sárkány csillagképben található H1821+643 jelű kvazárt vette górcső alá, amely mintegy 3,4 milliárd fényévre helyezkedik el a Földtől. Ebben a rendkívül fényes objektumban egy szupermasszív fekete lyuk található, amelynek tömege a becslések szerint három-négy milliárdszorosa a mi Napunkénak. Ez a hatalmas tömegű égitest egy sűrű galaxishalmaz központi galaxisának szívében foglal helyet.
A mérések megerősítették, hogy a fekete lyuk körüli akkréciós korongból kiinduló gázszelek mintegy 300 000 fényéves távolságig hatolnak be a galaxisok közötti anyagba. Összehasonlításképpen: a mi galaxisunk, a Tejút átmérője megközelítőleg 100 000 fényév. A kiáramlás terjedelme így saját galaxisunk átmérőjének háromszorosa. A megfigyelést a Japán Űrkutatási Ügynökség és a NASA közös X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) műholdjának röntgenspektrométerével végezték, amely képes a forró gázok örvénylését kivételes pontossággal kimutatni.
Milliárdnyi szupernóva energiája kavarja fel a galaxisok közötti teret
A Satoshi Yamada által vezetett kutatás kimutatta, hogy a szupermasszív fekete lyuk keltette gázszelek energiája nagyságrendekkel felülmúlja a korábbi elméleti számításokat. A csillagászok korábban úgy vélték, hogy ezek a szelek főként a szülőgalaxis határain belül rekednek, és energiájuk gyorsan elenyészik. A mért adatok alapján azonban a kiáramlás energiája több milliárd szupernóva-robbanás együttes erejével vetekszik.
Ez a gigantikus energiamennyiség heves turbulenciát és mozgást vált ki a galaxisok közötti forró gázban. A feláramló gáz a tér óriási térfogatát kavarja fel, átlépve a gazdagalaxis fizikai határait. A kutatók a vasat tartalmazó forró plazma röntgenspektrumának kiszélesedéséből határozták meg a gázmozgások sebességét és a turbulencia mértékét, ami egyértelmű bizonyítéka a távolba nyúló energiabefecskendezésnek.
Termosztátként szabályozza a csillagkeletkezést a központi fekete lyuk
A felfedezés alapvető változást hoz a galaxisfejlődési modellekben. A kozmikus gáz hűlése elengedhetetlen feltétele annak, hogy új csillagok szülessenek egy galaxisban. Ha a galaxisok közötti gáz lehűlne és betódulna a centrum felé, gátlástalanul megindulna a csillagképződés. A szupermasszív fekete lyuk által kilövellt energia azonban felmelegíti és folyamatos mozgásban tartja a galaxisközi gázt.
Ez a folyamat egyfajta kozmikus termosztátként működik. A fekete lyuk megakadályozza, hogy a környező gáz túl gyorsan lehűljön és csillagokká sűrűsödjön össze. Azzal, hogy a gázszelek hatósugara eléri a 300 000 fényévet, a fekete lyuk a saját galaxisának élete mellett a teljes galaxishalmaz belső fejlődését is meghatározza. A jövőbeli XRISM-megfigyelések várhatóan megmutatják, hogy más távoli kvazárok is hasonlóan drámai módon alakítják-e a mélyűr szerkezetét.
