2008.01.09. - Központi fekete lyuk működés közben

A Chandra röntgenműhold Centaurus A galaxisról készült felvétele nagyon jól mutatja a nagytömegű központi fekete lyukak működésének egyik indikátorát, az ellentétes irányban kilövellő részecsnyalábokat.

A felvételen a galaxis középpontjában helyet foglaló nagytömegű fekete lyukból kiáramló nagyenergiájú részecskék egymással ellentétes irányú nyalábjai (jet-ek) láthatók, az egyik teljes egészében, de a másik, a galaxis különböző részei által részben takart killövellés is megfigyelhető. Méretük eléri a 13 ezer fényévet. A Centaurus A az egyik legközelebbi az ún. aktív galaxisok közül, melyek középpontjában ilyen kilövelléseket produkáló nagytömegű fekete lyukak találhatók. Az elképzelések szerint a kiáramlásoknak fontos szerepük van a központi fekete lyukból származó energia "szétterítésében" a gazdagalaxis egészében, ezen keresztül pedig a galaxisban zajló csillagkeletkezési folyamatok intenzitásának alakításában.

A Centaurus A galaxis különböző hullámhossztartományokban készült felvételei, illetve az ezek kombinálásával nyert kép. A rádiókép a Very Large Array antennarendszerrel, a látható tartománybeli kép az ESO 2,2 méteres távcsövére szerelt Wide-Field Imager (WFI) műszerrel, míg a röntgenkép a Chandra műszereivel készült.
[Rádió: NSF/VLA/Univ.Hertfordshire/M. Hardcastle; Optikai: ESO/VLT/ISAAC/M. Rejkuba és társai; Röntgen: NASA/CXC/CfA/R. Kraft és társai]

A kiáramlások röntgenemisszióját a mágneses erővonalak mentén gyorsuló spirális mozgást végző elektronok sugárzása szolgáltatja. Mivel ez az emisszió gyorsan csökkenti az elektronok energiáját, azoknak újra és újra fel kell gyorsulniuk, különben a kiáramlások röntgensugárzása gyorsan elhalványulna. A jet-ekben megfigyelhető csomósodások jelzik azokat a helyeket, ahol a részecskék gyorsítása jelenleg zajlik. Tanulmányozásuk segíthet annak megértésében, hogy milyen módon gyorsulnak fel az elektronok közel fénysebességre.

A Centaurus A galaxis a Chandra felvételén. A kép színkódolása a következő: kisenergiájú röntgensugárzás - vörös, közepes energiájú - zöld, nagyenergiájú - kék. A középpontban helyet foglaló fekete lyuk közelében megfigyelhető sötétzöld és kék sávok por jelenlétére utalnak, ami elnyeli a röntgensugárzást. A porsáv valószínűleg akkor jöhetett létre, amikor a Centaurus A összeolvadt egy másik galaxissal körülbelül 100 millió évvel ezelőtt.
[NASA/CXC/CfA/R. Kraft és társai]

A kiáramlások belső, a fekete lyukhoz közeli részeit egyértelműen a csomók dominálják, melyeket valószínűleg a jet-ek lökéshullámai hozták létre. A központtól távolabb a kilövellések röntgensugárzása sokkal diffúzabb. Az itteni gyorsítómechanizmus mikéntje egyelőre még nem tisztázott.

A felvételen sok száz pontforrás is megfigyelhető. Ezek nagy része olyan kettős, melynek egyik komponense egy kistömegű fekete lyuk, a másik pedig egy normál csillag. Ezekben az ún. röntgenkettősökben a kísérőről anyag áramlik át a fekete lyukba, s a rendszer röntgensugárzásának forrása az anyagátadási korong fekete lyukhoz közeli rendkívül forró, sok millió fokos része. A felvétel további érdekessége, hogy látható rajta két különösen fényes röntgenkettős, melyekben a fekete lyuk tömege a szokásosnál nagyobb lehet, ennek megfelelően az anyagátadási ráta is nagyobb, mint a többi esetben, s ez okozhatja a szokatlanul magas röntgenluminozitást.

Forrás:

• Chandra NR 2008.01.09.