eso1921hu — Tudományos közlemények

ESO-észlelések tudósítanak egy fekete lyuk reggelijéről a kozmosz hajnalán

2019. december 19.

Az ESO VLT távcsőegyüttesével az Univerzum néhány legkorábbi galaxisa körül hideg gázból álló halókat találtak. Ezek a gázburkok tökéletes „táplálékforrásai” a jelenleg 12,5 milliárd évvel ezelőtti állapotukban megfigyelhető galaxisok centrumaiban elhelyezkedő szupernagy tömegű fekete lyukaknak. Ez a fajta „élelmiszerraktár” megmagyarázhatja, hogy az Univerzum történetének legkorábbi szakaszában (Kozmikus Hajnal) hogyan növekedhettek olyan gyorsan ezek az űrszörnyetegek.

„Először vagyunk képesek annak bizonyítására, hogy az ősi galaxisok környezetében elegendő mennyiségű anyag volt nem csak a fekete lyukak növekedésének fedezésére, de a csillagkeletkezés élénk ütemének fenntartására is” – mondja Emanuele Paolo Farina (Max Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Németország), a The Astrophysical Journal című folyóirat ma megjelent számában ismertetett kutatás vezetője. „Az eredmény kulcsfontosságú darabbal járul hozzá ahhoz a kirakós játékhoz, amelyet a csillagászok próbálnak összeállítani a kozmikus struktúrák 12 milliárd évvel ezelőtti kialakulásáról.”

A csillagászokat már régóta érdekli, hogy a szupernagy tömegű fekete lyukak hogyan tudtak olyan nagyra nőni már az Univerzum történetének legkorábbi szakaszában. „Ezeknek az ősi, több milliárd naptömegű objektumoknak a létezése nagy rejtély” – folytatja Farina, aki a Max Planck Institut für Astrophysik (Garching bei München) munkatársa is. Ehhez a valószínűleg az első csillagok kollapszusából létrejött első fekete lyukaknak nagyon gyorsan kellett növekedniük. Eddig azonban a csillagászoknak nem sikerült ezt a gyors növekedést magyarázó „feketelyuk-étket” – gázt és port – elegendő mennyiségben azonosítaniuk.

A helyzetet tovább bonyolítja, hogy az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszerrel végzett korábbi megfigyelések alapján rengeteg port és gázt detektáltak ezekben a korai galaxisokban, ami fenntartotta a gyors csillagkeletkezést. Ezek az ALMA-észlelések azt sugallták, hogy a fekete lyukak táplálására csak kis mennyiség maradhatott vissza.

A rejtély megoldására Farina és munkatársai az ESO chilei Atacama-sivatagban található VLT távcsőegyüttesének MUSE műszerével kvazárokat, a nagy tömegű galaxisok centrumát elfoglaló szupernagy tömegű fekete lyukak által működtetett rendkívüli fényességű objektumokat vizsgáltak. A felmérés 31 kvazárra terjedt ki, amelyeket ma olyan állapotukban láthatunk, amilyenek 12,5 milliárd évvel ezelőtt voltak, akkor, amikor az Univerzum meg szinte csecsemő, mindössze 870 millió éves volt. Ez az egyik legnagyobb, átfogóan vizsgált kvazárminta az Univerzum történetének korai szakaszából.

A kutatók azt találták, hogy 12 kvazárt övezett hatalmas gáztároló: hideg, sűrű hidrogéngáz alkotta haló, amelynek tömege több milliárd naptömeg, és a központi fekete lyuktól százezer fényév távolságig terjed. A németországi, egyesült államokbeli, olaszországi és chilei kutatókból álló csapat azt is megállapította, hogy ezek a gázhalók szorosan kötődnek a galaxisokhoz, tökéletes „táplálékforrást” biztosítva a szupernagy tömegű fekete lyukak növekedéséhez és a heves csillagkeletkezéshez is.

A kutatás sikere nagyban köszönhető az ESO VLT távcsőegyüttesén működő MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) műszer kiváló érzékenységének, amely Farina szavaival élve "új szintet" hozott a kvazárok kutatásában. "Célpontonként néhány óra alatt a fiatal Univerzumban található legnagyobb tömegű és legfalánkabb fekete lyukak környezetének mélyére áshattunk" – teszi hozzá. Bár a kvazárok fényesek, az őket övező gáztározókat sokkal nehezebb észlelni. A MUSE anonban képes volt detektálni a halókat alkotó hidrogéngáz halvány fénylését, lehetővé téve, hogy  a csillagászok  fellebbentsék a fátylat a korai Univerzum szupernagy tömegű fekete lyukait tápláló anyagról. 

 

A jövőben az ESO Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) segít majd a kutatóknak további részleteket feltárni a galaxisok és a szupernagy tömegű fekete lyukak viselkedéséről az ősrobbanást követő néhány milliárd évben. „Az ELT képességeivel még mélyebbre pillanthatunk a korai Univerzumba, hogy még több hasonló gázfelhőt találjunk” – fejezi be Farina.

További információ

A kutatás eredményeit bemutató szakcikk a The Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

 

A kutatócsoport tagjai a következők voltak: Emanuele Paolo Farina (Max Planck Institut für Astronomie [MPIA], Heidelberg, Németország és Max Planck Institut für Astrophysik [MPA], Garching bei München, Németország), Fabrizio Arrigoni-Battaia (MPA), Tiago Costa (MPA), Fabian Walter (MPIA), Joseph F. Hennawi (MPIA és Department of Physics, University of California, Santa Barbara, US [UCSB Physics]), Anna-Christina Eilers (MPIA), Alyssa B. Drake (MPIA), Roberto Decarli (Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica [INAF], Bologna, Olaszország), Thales A. Gutcke (MPA), Chiara Mazzucchelli (Európai Déli Obszervatórium, Vitacura, Chile), Marcel Neeleman (MPIA), Iskren Georgiev (MPIA), Eduardo Bañados (MPIA), Frederick B. Davies (UCSB Physics), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, US [Steward]), Masafusa Onoue (MPIA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Bram P. Venemans (MPIA), Feige Wang (UCSB Physics), Jinyi Yang (Steward), Sebastian Rabien (Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München, Németország), and Lorenzo Busoni (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Olaszország).

 

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb, látható hullámhossztartományban üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban működő VISTA és az optikai tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

·      Szakcikk

·      A projekt honlapja

·      Képek a VLT-ről

Kapcsolat

Emanuele Paolo Farina
Max Planck Institute for Astronomy and Max Planck Institute for Astrophysics
Heidelberg and Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3000 02297
E-mail: emanuele.paolo.farina@gmail.com

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1921 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1921hu
Név:Quasar
Típus:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2019ApJ...887..196F

Képek

Az ALMA által megfigyelt összeolvadó galaxispárt övező gázhaló a MUSE felvételén
Az ALMA által megfigyelt összeolvadó galaxispárt övező gázhaló a MUSE felvételén
Fantáziarajz egy gázhalóval övezett távoli kvazárról
Fantáziarajz egy gázhalóval övezett távoli kvazárról

Videók

ESOcast 214 Ligh: Egy fekete lyuk reggelije a kozmosz hajnalán
ESOcast 214 Ligh: Egy fekete lyuk reggelije a kozmosz hajnalán
Háromdimenziós nézet az ALMA által megfigyelt összeolvadó galaxispárt övező, MUSE által észlelt gázhalóról
Háromdimenziós nézet az ALMA által megfigyelt összeolvadó galaxispárt övező, MUSE által észlelt gázhalóról
Művészi animáció egy gázhaló által övezett távoli kvazárról
Művészi animáció egy gázhaló által övezett távoli kvazárról

Tekintse meg