A NASA NuSTAR műholdjával nagy lépést tettek az égi röntgen-háttérsugárzás jobb megértése felé.
A galaxisok magjában található szupernagy tömegű fekete lyukak közvetlenül nem bocsátanak ki semmiféle sugárzást – innen ered a nevük is –, de más módon azért észrevétetik magukat. A közelükben levő anyagot magukhoz vonzva, körülöttük gyorsan forgó korongot alakíthatnak ki, amelyben a nagy sebességgel örvénylő, a fekete lyuk felé spirálozó anyag felforrósodik. Ez a korong erős röntgensugárzást (is) kibocsát. A sok-sok távoli aktív galaxismag együtt egyfajta kozmikus „kórust” alkot, amelynek tagjai közösen felelősek az égbolt röntgen-háttérsugárzásáért. De kik alkotják a kórust, és milyen szólamokban „énekelnek”?
Az aktív galaxismagok hatalmas – nem csak a röntgentartományban – kisugárzott energiáját a fekete lyukba a környezetéből befogott anyag biztosítja. Ez az anyag egy gyorsan forgó, felforrósodó akkréciós korongban koncentrálódik. (Fantáziakép: Aurore Simonnet / Sonoma State University)
Korábban a NASA Chandra és az ESA XMM-Newton röntgencsillagászati műholdjaival számos egyedi aktív galaxismagot mértek fel a 10 keV alatti, alacsonyabb energiájú (a szakzsargonban lágynak nevezett) röntgentartományban. A kórusos hasonlatnál maradva, ezek a mélyebb hangok. (A hasonlat persze sántít, hiszen a hanggal ellentétben a röntgensugárzás az elektromágneses sugárzás egyik fajtája. Hagyományosan nem a hullámhosszával vagy a frekvenciájával jellemzik, hanem a röntgenfotonok energiájával.) A „magasabb hangok” (vagyis a nagyobb energiájú, magasabb frekvenciájú röntgensugárzás) forrása eddig bizonytalanabb volt, bár a csillagászok okkal sejthették, hogy a keményebb röntgentartományban is az aktív galaxismagok tájékán érdemes kutatni. Ehhez a megfelelő eszközt a 2012-ben felbocsátott amerikai NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) műholddal kapták kézhez.
A NuSTAR adatai alapján most először sikerült a 8–24 keV energiájú röntgentartományban a kozmikus röntgen-háttérsugárzásért felelős objektumok mintegy 35%-át azonosítani. Ez annak köszönhető, hogy ez a röntgencsillagászati műhold az első, amely a nagy energiájú tartományában kellően érzékeny és jó felbontású méréseket képes végezni. (Összehasonlításul: a lágy röntgen háttérsugárzás több mint 80%-ához sikerült már megtalálni a forrást.) Az új eredményekről beszámoló szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban jelenik meg. A NuSTAR detektálni tudja azokat az aktív galaxismagokat is, amelyeket a nekik otthont adó galaxisokban a legvastagabb gáz- és porrétegek takarnak el műszereink elől a legtöbb más elektromágneses hullámsávban, akár még a lágy röntgenben is. Az ilyen felmérések adatai alapján az is vizsgálható lesz, hogy az Univerzum történetének különböző szakaszaiban hogyan változott a galaxismagok aktivitása, hogyan növekedtek az akár több milliárdnyi naptömegűre hízó fekete lyukak. A galaxismagoknak és maguknak a galaxisoknak a fejlődése ismereteink szerint szorosan összekapcsolódik. Minél több „üzemanyag”, vagyis a központi fekete lyuk által bekebelezett anyag áll az aktív galaxismag rendelkezésére, annál intenzívebb röntgensugárzás várható a nagy energiájú tartományban. Már az eddig gyűjtött adatokból is úgy tűnik, hogy a hozzánk térben (és időben) közelebbi aktív galaxismagok és a távolabbiak másképp viselkednek, amit figyelembe kell majd venni a diffúz kozmikus röntgenháttér pontosabb modellezésénél is.
A COSMOS mező néven ismert égboltrészleten a kék színű pontok kemény röntgensugárzást kibocsátó, a NuSTAR által detektált aktív galaxismagokat jelölnek. A többi színes pont lágy röntgenforrásokat mutat, a Chandra-űrtávcső mérései alapján. (Kép: NASA / JPL-Caltech)
A képzeletbeli kozmikus kórus további, még nem teljesen felderített tagjai jelentős hozzájárulást adnak a „magas szólamokhoz”. Egyelőre még nem világos, hogy ezek inkább kisebb, egyenként halkabb, de nagy számban előforduló feketelyuk-kóristák, vagy néhány nagy hangú óriás.
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Készül a starta az új röntgentávcső
Úton a NuSTAR röntgentávcső
Képek a NuSTAR-tól
A távoli nagy tömegű fekete lyukak növekedésének határai
Hogy születtek a hatalmas fekete lyukak?
Az aktív galaxismag káros a csillagkeletkezésre
A fekete lyukak „röntgenkórusa” (Caltech)
Még pályára sem állt a Hubble utódának szánt James Webb-űrtávcső, már készül az utód utódja, a nagy látómezejű, infravörös WFIRST.
