2008.04.07. - A vártnál több röntgensugárzást kibocsátó kvazárok

Az XMM-Newton röntgenteleszkóppal végzett megfigyelések szerint néhány, ún. széles abszorpciós vonalú kvazár több röntgensugárzást bocsát ki, mint ahogyan az várható lenne.

J. Wang (Center for Astrophysics, University of Science and Technology, China) és kollégái négy, ún. széles abszorpciós vonalú (broad absorption line, BAL) kvazárt vizsgáltak az ESA XMM-Newton röntgenteleszkópjával, s azt találták, hogy közülük kettő, az SDSS J145926+493136 és az SDSS J210757-062010 katalógusjelű irányából több röntgensugárzás detektálható, mint az ezen objektumokra vonatkozó modellek alapján várható lenne.

A kvazárok a Világegyetem legintenzívebb, ugyanakkor legtávolabbi, több milliárd fényévre lévő energiaforrásai. Az elképzelések szerint galaxisok középpontjában helyet foglaló óriási fekete lyukakról van szó, melyekbe folyamatosan anyag áramlik be, biztosítva ezzel a kvazár szinte hihetetlen energiakibocsátásához szükséges utánpótlást. A beáramlás egy ún. akkréciós korongon keresztül történik, amelynek belső részén az anyag a fekete lyukba történő behullása előtt több millió fokos hőmérsékletre melegszik fel, ezért intenzív röntgensugárzást bocsát ki. Számítógépes szimulációk azonban azt mutatják, hogy az összes anyag nem fog eltűnni a fekete lyukban, egy része az erős mágneses és sugárzási tér hatására visszaáramlik, s így megmenekül a fekete lyuktól. Ez a visszajutó anyag aztán jelentős hatást gyakorol a gazdagalaxis egészére, ugyanis az általa a galaxis anyagában okozott turbulenciák gátolhatják a csillagkeletkezési folyamatokat. A kvazárok természetének tanulmányozása tehát segítheti a galaxisok fejlődése korai fázisainak jobb megértését is.

Fantáziarajz egy BAL kvazárról felülnézetből.
[ESA, C. Carreau]

A kvazárok egy része, körülbelül 10-20 százaléka a BAL csoportba tartozik. Az elnevezés arra utal, hogy a kvazárt olyan vastagságú gázburok veszi körül, melynek sűrűsége elegendően nagy az abszorpciós vonalak létrehozásához. A legtöbb szakember úgy gondolja, hogy a BAL kvazárokból visszaáramló anyag szintén az akkréciós korongban, az egyenlítői síkban mozog kifelé. Ezen kvazárok röntgenemissziója viszonylag csekély, ugyanis a korongban lévő gáz a fekete lyuk közvetlen környezetében keletkező erős röntgensugárzás nagy részét képes elnyelni. Néhány BAL kvazár esetében azonban úgy tűnik, hogy a visszaáramlás mégsem az akkréciós korongban, hanem arra merőlegesen, két ellentétes irányú poláris kifúvás formájában történik.

Fantáziarajz egy BAL kvazárról oldalnézetből.
[ESA, C. Carreau]

Wang és munkatársai négy ilyen, korábban azonosított BAL kvazárt vizsgáltak az XMM-Newton 2006 és 2007 folyamán készült megfigyelései alapján. Arra voltak kíváncsiak, vajon ezek esetében is olyan nagy-e a röntgensugárzás abszorpciója, mint a csoport többi tagjánál. Kettő esetében azt találták, hogy a vártnál több sugárzás detektálható, ami azt jelenti, hogy az elnyelő gáz sűrűsége kisebb, mint a többi esetben, a gáz nem tudja a röntgensugárzás jelentős részét blokkolni. Wang szerint a BAL kvazárok felépítése bonyolultabb lehet, mint ahogyan eddig gondolták, elképzelhető, hogy esetükben mind egyenlítői, mind poláris kiáramlás létezik, s esetleg ezek hajtómechanizmusa is ugyanaz lehet. A számítógépes modellek azt sejtetik, hogy mindkét típusú kiáramlás az intenzív sugárzási mező által visszafordított, előzőleg befele hulló anyagból áll. Az új megfigyelések mindenesetre segíthetik a szimulációk finomítását.

Wang és csapata további, hosszabb időtartamot felölelő megfigyeléseket tervez a röntgenemisszió tulajdonságainak alaposabb vizsgálatára.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóirat 2008. március 20-i számában jelent meg.

Forrás:

• ESA NR 2008.04.07.
• arXiv:0802.0253v1 [astro-ph]