2010.03.22. - Por­men­tes kva­zá­rok a fi­a­tal Uni­ver­zum­ban

A Spi­tzer Űr­te­lesz­kóp ada­tai alap­ján olyan ősi, a fej­lő­dé­sük na­gyon ko­rai sza­ka­szá­ban lé­vő fe­ke­te lyu­ka­kat azo­no­sí­tot­tak, me­lyek vizs­gá­la­ta se­gít­het az el­ső ge­ne­rá­ci­ós ga­la­xi­sok és csil­la­gok ki­ala­ku­lá­sá­nak meg­ér­té­sé­ben.

A leg­na­gyobb tö­me­gű és leg­ak­tí­vabb fe­ke­te lyu­kak, az ún. kva­zá­rok az ak­tív ga­la­xi­sok mag­ja­i­ban (AGN) ta­lál­ha­tók, s ál­ta­lá­ban egy fánk ala­kú, por­ból és gáz­ból ál­ló struk­tú­ra ve­szi kö­rül őket, mely­nek anya­ga egy­ben táp­lál­ja is eze­ket a koz­mi­kus ször­nye­te­ge­ket. Az el­kép­ze­lé­sek sze­rint azon­ban a Vi­lág­egye­tem mai, po­ros ál­la­po­tá­val el­len­tét­ben az ősi Uni­ver­zum­ban egy­ál­ta­lá­ban nem lé­te­zett még por, ami egy­ben azt is je­len­ti, hogy az el­ső, pri­mi­tív kva­zá­rok kör­nye­ze­té­ben sem volt. Ilyen "ma­ku­lát­lan" kva­zárt mos­ta­ná­ig sen­ki sem lá­tott, a Spi­tzer Űr­te­lesz­kóp se­gít­sé­gé­vel azon­ban most ket­tőt is si­ke­rült azo­no­sí­ta­ni tő­lünk 13 mil­li­árd fény­év tá­vol­ság­ban.

Fan­tá­zia­rajz egy ősi pri­mi­tív fe­ke­te lyuk­ról, ami egy csil­la­gok­ban gaz­dag fi­a­tal ga­la­xis cent­ru­má­ban fog­lal he­lyet. Egy akk­ré­ci­ós ko­rong­ban gáz ör­vény­lik kö­rü­löt­te, nincs azon­ban a kör­nye­ze­té­ben por, ami egyéb­ként egy fánk ala­kú jel­leg­ze­tes struk­tú­rá­ba ren­de­ződ­ne.
[NA­SA/JPL-Cal­tech/R. Hurt (SSC)]

A J0005-0006 és a J0303-0019 ka­ta­ló­gus­je­lű ob­jek­tu­mo­kat elő­ször az op­ti­kai tar­to­mány­ban azo­no­sí­tot­ták az SDSS (Slo­an Di­g­ital Sky Sur­vey) alap­ján Xi­a­o­hui Fan (Uni­ver­sity of Ari­zo­na) ve­ze­té­sé­vel. Ké­sőbb az ult­ra­ibo­lya tar­to­mány­ban, il­let­ve a Chand­ra űr­ob­szer­va­tó­ri­um­mal a rönt­gen­tar­to­mány­ban is meg­fi­gyel­ték őket. Mind­egyik fel­so­rolt su­gár­zás a kva­zár anyag­el­nye­lé­si fo­lya­ma­tá­nak ered­mé­nye­ként ke­let­ke­zik. En­nek so­rán a ki­bo­csá­tott ener­gia mennyi­sé­ge olyan óri­á­si, hogy ezek az ob­jek­tu­mok egé­szen a Vi­lág­egye­tem meg­fi­gyel­he­tő ha­tá­rá­ig de­tek­tál­ha­tók.

A két kva­zárt - 19 má­sik mel­lett - a ko­ráb­bi csa­pat egyik tag­ja, Lin­hua Ji­ang (Uni­ver­sity of Ari­zo­na) ve­ze­té­sé­vel kezd­ték el ész­lel­ni 2006-ban a Spi­tzer Űr­te­lesz­kóp­pal az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban. Ek­kor még úgy tűnt, hogy a leg­tá­vo­lab­bi kva­zá­rok kö­zül vá­lo­ga­tott cél­ob­jek­tu­mok kö­zül egyik sem tű­nik ki sem­mi­vel a töb­bi­ek kö­zül, il­let­ve mind­egyik­re passzol a kva­zá­rok­ról al­ko­tott kép. A há­rom évet át­fo­gó meg­fi­gye­lés­so­ro­zat ered­mé­nye­ként azon­ban ki­de­rült, hogy a 21-ből ez csak 19 ob­jek­tum­ra igaz, a J0005-0006 és a J0303-0019 ugyan­is nem mu­tat sem­mi­fé­le, por je­len­lé­té­re uta­ló je­let. Fan sze­rint ezek a fe­ke­te lyu­kak ak­kor jöt­tek lét­re - ke­ve­sebb, mint 1 mil­li­árd év­vel az Ős­rob­ba­nás után -, ami­kor az Uni­ver­zum még por­men­tes volt. A por ki­ala­ku­lá­sá­hoz szük­sé­ges mo­le­ku­lák ugyan­is csak ké­sőbb, az el­ső csil­la­gok mű­kö­dé­sé­nek ered­mé­nye­ként je­len­tek meg.

A J0005-0006 spekt­rá­lis ener­gia­el­osz­lá­sá­ban nem fi­gyel­he­tő meg a por­ból ál­ló tó­rusz je­len­lé­té­re uta­ló inf­ra­vö­rös több­let­su­gár­zás, ami vi­szont zöld szín­nel je­löl­ten jól lát­ha­tó egy ti­pi­kus­nak mond­ha­tó má­sik kva­zár, a J0842+1218 ener­gi­el­osz­lá­sá­ban.
[NA­SA/JPL-Cal­tech/Uni­ver­sity of Ari­zo­na]

A töb­bi, po­ros kva­zár elem­zé­se alap­ján a ku­ta­tó­cso­port ar­ra a kö­vet­kez­te­tés­re ju­tott, hogy a kö­rü­löt­tük ta­lál­ha­tó for­ró por mennyi­sé­ge a fe­ke­te lyuk tö­me­gé­vel együtt nő. Aho­gyan ugyan­is a fe­ke­te lyuk nö­vek­szik, a por­nak egy­re több ide­je van, hogy kon­den­zá­lód­jon kö­rü­löt­te. A J0005-0006 és a J0303-0019 mag­já­ban ta­lál­ha­tó fe­ke­te lyu­kak azon­ban a ko­rai Uni­ver­zum leg­ki­sebb tö­me­gű ilyen ob­jek­tu­mai, s ez is azt jel­zi, hogy még na­gyon fi­a­ta­lok, fej­lő­dé­sük azon fá­zi­sá­ban van­nak, mi­kor még egy­ál­ta­lán nincs por a kör­nye­ze­tük­ben.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Na­tu­re ma­ga­zin 2010. már­ci­us 18-i szá­má­ban je­lent meg.

For­rás:

• Spi­tzer News 2010.03.17.
• Na­tu­re 464, 380-383 (18 March 2010)