Új fény derül a fekete lyukak “gyűrűjére”
Az aktív fekete lyukak, főleg a galaxisok központjában, egy hatalmas porkorongból és gázgyűrűből táplálkoznak, amit tórusznak nevezünk. A fekete lyuk az anyagot e korong belső pereméről szívja magába, amely a befelé spirálozó anyagot vékonyabb koronggá alakítja – épp úgy, ahogy a víz örvénylik a lefolyó körül.
A beáramló anyagot a fekete lyuk gravitációja rendkívül nagy sebességekre gyorsítja fel, a keletkező súrlódás pedig felhevíti a port és a gázt, ami így az infravörös tartományban ragyog. Ez a fényesség időnként annyira erős, hogy teljesen elhomályosítja a fekete lyuk közvetlen környezetét.
Következésképpen a kutatók csak találgatni tudták, pontosan honnan származik az infravörös “többletfény” – vajon az anyagbefogó korongból, vagy inkább a fekete lyuk által kilökött forró “szélből” és jetszerű kilövellésekből? Mivel ezek a folyamatok jelentősen befolyásolják azt is, hogy a fekete lyukak miként határozzák meg galaxisaik fejlődését, kiemelten fontos megérteni a részleteket.
A JWST áttörése: kitisztul a kép
A Circinus-galaxis közepét eddig sűrű gáz és ragyogó csillagfény takarta, emiatt nem lehetett igazán rálátni a központi fekete lyukra. Korábban a kutatók csak a teljes infravörös fényességet tudták mérni, majd modellekkel próbálták megbecsülni, melyik régió mit sugároz, de mindig maradt bizonytalanság.
Emellett a földfelszíni távcsöves interferometria is nehezen boldogult, hiszen több távcsövet kellett összehangolni, hogy nagyobb felbontású, pontosabb képet kapjanak. Mindezek ellenére még ezekkel a módszerekkel sem sikerült tökéletesen feltérképezni a fekete lyuk környezetét.
A James Webb űrteleszkóp viszont az AMI (aperture masking interferometry) technológiával maga válik “többtávcsövessé”. A NIRISS műszerének speciális maszkja úgy szabályozza a bejövő fényt, hogy a teleszkóp gyakorlatilag megduplázza a felbontását: 6,5 méter helyett olyan, mintha egy 13 méteres űrtávcsővel dolgozna. Ennek eredményeként soha nem látott élességű, 33 fényév széles régiót tudtak feltérképezni a Circinus-galaxis központjában.
Az infravörös rejtély megfejtése
A JWST képe egyértelműen bizonyította: az infravörös többletfény 87 százaléka valójában a fekete lyukhoz beáramló, poros korongból származik, és csupán elenyésző rész, kevesebb mint 1 százalék, köthető a fekete lyukból forró anyagszél vagy jetszerű kilövellés formájában távozó anyaghoz.
Korábbi elképzelések szerint a sugárzás jelentős része a galaxisban szóródó csillagfényből, vagy a fekete lyukból kitörő forró porból eredhetett. Az új eredmények rámutattak: főként a porkorong játszik kulcsszerepet, így újra kell gondolni, hogy a fekete lyukak miként táplálkoznak, és hogyan hatnak a saját galaxisuk életére. Következésképpen a Circinus-galaxis közepe körül már a csillagkeletkezés is elakadhat, de ennek igazolásához még más JWST-mérésekre van szükség.
Egy forradalmi módszer előtt állunk
Az új kutatás nemcsak egy galaktikus rejtélyt oldott meg, hanem egy forradalmi eszközt is adott a csillagászok kezébe. Az űrteleszkóp AMI-módszere más hullámhosszakon és célpontokon is képes ilyen tiszta képet adni.
Ezzel a módszerrel mostantól nemcsak fekete lyukakat, hanem például más galaxisok központját, különleges kettőscsillagokat vagy akár nagyobb kisbolygók körüli holdakat is lehet majd vizsgálni. Olyan részletességgel ismerhetjük meg a kozmosz titkait, amire eddig nem volt lehetőség: legyen szó fekete lyukak porba burkolt pereméről, vagy valamelyik hold tűzhányóinak elemzéséről.
