Szabályt szegő kvazár a korai univerzumból
Egy nemzetközi kutatócsoport a Waseda és a Tohoku Egyetem vezetésével fedezte fel ezt a szokatlan kvazárt, amely egyike a valaha megfigyelt leggyorsabban növekvő szupernagy tömegű fekete lyukaknak. A hawaii Subaru Teleszkóppal végzett észlelések alapján a mintegy 12 milliárd évvel ezelőtti univerzumban tűnt fel ez az objektum, és elképesztő mennyiségű anyagot vonz be – holott a jelenlegi elméletek szerint ilyen mértékű növekedés közben nem volna szabad egyszerre intenzív röntgensugarakat és erős rádiójelet kibocsátani. A felfedezés új magyarázatot adhat arra, miként duzzadhattak ilyen óriásira a korai világegyetem fekete lyukai.
Miért nőhet ilyen tempóban egy fekete lyuk?
A szupernagy tömegű fekete lyukak – amelyek tömege milliótól akár több milliárd naptömegig terjedhet – a legtöbb galaxis közepén megtalálhatók. Növekedésüket a környező gázból spirálisan beáramló anyag adja, amely korongot (akkréciós korongot) és parányi, forró plazmarégiót (koronát) hozhat létre, illetve néha szűk, nagyenergiájú jetek is keletkeznek. Kérdés, hogy ezek a csillagászati óriások hogyan nőhettek ilyen gyorsan a világegyetem hajnalán.
A jelenlegi fizikai magyarázat szerint az Eddington-határ szab gátat a fekete lyukak növekedésének: vagyis a beáramló anyag sugárzása egy idő után már visszalöki a további anyagot, és véget vet a gyors növekedésnek. Bizonyos jelek arra utalnak, hogy extrém körülmények között rövid ideig mégis túlléphető ez a határ, ezt hívják szuper-Eddingtonos növekedésnek (szuper-Eddington akkreció).
Egy igazi szabályszegő kvazár
A Subaru Teleszkóp speciális infravörös spektrográfjával vizsgálták meg a kvazárt, a gáz mozgása és az Mg II-vonal elemzése révén becsülték meg a fekete lyuk tömegét. Az eredmények azt mutatják, hogy ez az ősrégi fekete lyuk az Eddington-határ mintegy 13-szorosának megfelelő ütemben falja be a gázt.
Ami igazán szokatlanná teszi ezt az objektumot, hogy miközben szuper-Eddingtonos növekedést mutat, mégsem gyengül a röntgensugárzás és a jet aktivitása – holott a modellek szerint ezek az aktivitások ilyenkor rendszerint elcsendesednek. Ez arra utal, hogy valamilyen, még ismeretlen fizikai folyamat működik. Lehet, hogy a kvazár éppen egy heves, rövid, átmeneti szakaszban figyelhető meg, amelyet feltehetően hirtelen beáramló gáz váltott ki, majd amikor az anyag kifogy, az aktivitás is megszűnhet.
Galaxisokat formáló, robbanásszerű energia
Az erős rádiójel jelezheti, hogy a kilövellt jetek jelentős energiát képesek átadni a környező anyagnak. Ezek a jetek akár felhevíthetik vagy szétoszlathatják a galaxis gázát, ami befolyásolhatja a csillagkeletkezést – sőt, meghatározhatja a galaxis és a központi fekete lyuk közös fejlődését is.
Sakiko Obuchi szerint ez a felfedezés segíthet megfejteni, hogyan lehettek már az univerzum hajnalán is ilyen szupernagy tömegű fekete lyukak. Már csak az a kérdés, mi okozza ezt a szokatlanul erős röntgen- és rádióaktivitást, és vajon hány hasonló objektum rejtőzhet még a felvételek között.
A kutatást japán nemzeti tudományos támogatási programok és a Subaru Teleszkóp segítette, amely a Mauna Kea csúcsán működik, és különös tisztelettel kezeli Hawaii történelmi és természeti hagyományait.
