eso2016hu — Tudományos közlemények

Egy szupernagy tömegű fekete lyuk hálójának galaxisfoglyai az ESO felvételén

2020. október 1.

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) felvételén a csillagászok hat galaxist számláltak össze egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében. A rendkívül távoli felvételen a világegyetem kevesebb mint egymilliárd éves korában látható. Ennyire szoros csoportosulást ezelőtt még nem figyeltek meg a csillagászok az ősrobbanás utáni ilyen korai időszakból. Ez a megfigyelés segíthet megérteni a szupernagy tömegű fekete lyukak keletkezését és gyors növekedésüket – ilyen objektum található a mi Tejútrendszerünk középpontjában is. A felvétel alátámasztja azt az elképzelést, miszerint a fekete lyukak gyorsan növekedhetnek hatalmas hálószerű gázképződmények középpontjában, ahol rengeteg anyagutánpótlás áll a rendelkezésükre.

„A vizsgálatainkat az a vágy motiválta, hogy jobban megértsük az egyik legrejtélyesebb csillagászati képződményeket – a korai világegyetem szupernagy tömegű fekete lyukait. Ezek rendkívüli égitestek, ám mostanáig nem volt elfogadható magyarázatunk a létezésükre” – avat be bennünket a munka hátterébe Marco Mignoli, az olaszországi Bolognában működő Nemzeti Asztrofizikai Intézet (INAF) csillagásza, a friss kutatási eredményeket az Astronomy & Astrophysics Letters folyóiratban ma közlő szakcikk vezető szerzője.

Az ESO VLT új felvételei több galaxist mutatnak egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetében. A galaxisok egy, a Tejútrendszernél több mint háromszázszor nagyobb kiterjedésű, gázködök alkotta „kozmikus pókhálóba” gabalyodnak. „A kozmikus hálózat nyúlványai hasonlítanak egy pókháló szálaira” – érzékelteti Mignoli. – „A galaxisok a szálak csomópontjaiban ülnek és növekszenek. A nyúlványok mentén beáramló gázanyag gyarapítja mind a csillagvárosokat, mind azok központi szupernagy tömegű fekete lyukait.

A pókhálószerű képződmény által kibocsátott fény a világegyetem 0,9 milliárd éves kora óta van úton hozzánk. A központi szupernagy tömegű fekete lyuk a Napunknál egymilliárdszor nagyobb tömegű. „A megfigyelésünk fontos darabkát illeszt a helyére egy meglehetősen hiányos kirakójátékban, amely ezeknek a rendkívüli, ám mégis meglehetősen gyakori égitesteknek a létrejöttét és az ősrobbanás utáni hihetetlenül gyors növekedését mutatja” – szemlélteti a szupernagy tömegű fekete lyukakkal kapcsolatos ismereteink jelen állását Roberto Gilli, a tudományos közlemény társszerzője, szintén a bolognai INAF munkatársa.

A legelső fekete lyukak feltehetőleg az első csillagok összeomlásából keletkeztek. Ezek némelyikének azonnal elképesztően gyors növekedésbe kellett kezdenie, hogy világegyetemünk első 900 millió éve alatt egymilliárd naptömegnyi anyaggal gyarapodhasson. Ám a csillagászoknak nehézséget okoz megtalálni a magyarázatot arra, hogy miként kaphattak olyan hatékony anyagutánpótlást ezek az égitestek, ami biztosította a rendkívüli növekedési ütemüket. Ez a most felfedezett képződmény egy lehetséges magyarázattal szolgál a rejtélyre: a „pókháló” és a benne függő galaxisok kellően sok anyagot tartalmaznak ahhoz, hogy fűthessék a központi fekete lyuk gyors növekedési ütemét. Így egészen rövid idő alatt létrejöhet egy szupernagy tömegű behemót.

De hogyan jött létre maga a pókháló? A csillagászok elképzelései szerint a rejtélyes sötét anyag hatalmas csomói állhatnak a háttérben. A láthatatlan anyagnak ezek a hatalmas csomói a feltételezések szerint rengeteg gázanyagot vonzottak a környezetükbe a világegyetem korai időszakában. A sötét anyag és a fénylő gáz együttesen alkotják azokat a pókhálószerű rendszereket, ahol a galaxisok és a fekete lyukak kifejlődtek.

Az eredményeink megerősítik az elképzelést, miszerint a legtávolabbi és legnagyobb tömegű fekete lyukak hatalmas léptékű és tömegű sötétanyag-felhőkben jöttek létre és növekedtek. Ezeket a képződményeket eddig valószínűleg csak a korlátozott megfigyelési lehetőségeink hiányában nem figyelhettük meg” – magyarázza Colin Norman, az Amerikai Egyesült Államokbeli Baltimore Johns Hopkins Egyetemének munkatársa, szintén a tudományos közlemény társszerzője.

A most felfedezett galaxisok a jelenlegi távcsöveinkkel megfigyelhető leghalványabb csillagvárosok közé tartoznak. A felfedezéshez több órányi távcsőidőre volt szükség a világ egyik legnagyobb optikai teleszkópján, az ESO VLT-n. A chilei Atacama-sivatagban, az ESO Paranal Obszervatóriumában működő távcsőrendszer MUSE és FORS2 műszereivel dolgozó kutatócsoport kapcsolatot mutatott ki a hatból négy galaxis és a fekete lyuk között. „Véleményünk szerint ez még csak a jéghegy csúcsa, és a szupernagy tömegű fekete lyuk körül most felfedezett galaxisok csak a legfényesebbek” – érzékelteti a publikáció egy másik társszerzője, Barbara Balmaverde, az INAF munkatársa az olaszországi Torinóban.

Ezek az új ismeretek bővítik a szupernagy tömegű fekete lyukak és hatalmas kozmikus struktúrák létrejöttére és fejlődésére vonatkozó tudásunkat. Az ESO Chilében már megvalósítás alatt álló Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope) építeni tud majd erre az eredményre, és nagy teljesítményű műszereivel sokkal több, halványabb galaxist figyelhetnek majd meg a csillagászok a korai világegyetem nagy tömegű fekete lyukainak környezetében.

További információ

Az itt bemutatott tudományos eredményekről a szerzők a „Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524” című, Astronomy & Astrophysics folyóiratban megjelenő cikkükben számolnak be (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

A kutatócsoport tagjai: M. Mignoli (INAF, Bologna, Olaszország), R. Gilli (INAF, Bologna, Olaszország), R. Decarli (INAF, Bologna, Olaszország), E. Vanzella (INAF, Bologna, Olaszország), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Olaszország), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, USA), L. Cassarà (INAF, Milano, Olaszország), A. Comastri (INAF, Bologna, Olaszország), F. Cusano (INAF, Bologna, Olaszország), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Spanyolország), S. Marchesi (INAF, Bologna, Olaszország), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bologna, Olaszország), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Olaszország és INAF, Bologna, Olaszország), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Olaszország), G. Zamorani (INAF, Bologna, Olaszország), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, USA), C. Norman (Space Telescope Science Institute és Johns Hopkins University, Maryland, USA).

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

Kapcsolat

Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Telefon: +39 051 6357 382
E-mail: marco.mignoli@inaf.it

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Telefon: +39 051 6357 383
E-mail: roberto.gilli@inaf.it

Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
E-mail: barbara.balmaverde@inaf.it

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
E-mail: norman@stsci.edu

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 eso2016 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2016hu
Név:SDSS J103027.09+052455.0
Típus:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2020A&A...642L...1M

Képek

Fantáziarajz a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójáról
Fantáziarajz a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójáról
A szupernagy tömegű fekete lyuk rendszere a Szextáns csillagképben
A szupernagy tömegű fekete lyuk rendszere a Szextáns csillagképben
Nagylátószögű felvétel a szupernagy tömegű fekete lyuk rendszerének égi környezetéről
Nagylátószögű felvétel a szupernagy tömegű fekete lyuk rendszerének égi környezetéről

Videók

Animáció a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójáról
Animáció a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójáról
Ráközelítés a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójára
Ráközelítés a szupernagy tömegű fekete lyuk hálójára

Tekintse meg