PG 1553+113
(Rovat: A hónap száma, Távoli világok kutatói , Amerika és az űrcsillagászat - 2015.11.27 07:15.)

A Fermi-űrtávcsővel a gamma-tartományban mintegy 2 éves periódusú változásokat találtak egy aktív galaxismagban.

A szóban forgó objektum neve PG 1553+113, és ez az első eset, hogy ilyen hosszú periódusú változást sikerült kimutatni egy aktív galaxismag gamma-sugárzásában. A Fermi LAT (Large Area Telescope) nevű műszerének 2008. augusztus és 2015. július között végzett mérései alapján gyanítják a 2.18 ± 0.08 éves periódust az Astrophysical Jounal Letters folyóiratban nemrég megjelent cikk szerzői.

A PG 1553+113 Fermi által mért gamma-fénygörbéje, a háttérben az aktív galaxismag fantáziarajzával: a központi fekete lyukkal, az anyagbefogási koronggal, és a két átellenes irányba kilövellő plazmanyalábbal. (Kép: NASA GSFC / CI Lab)

Az aktív galaxismagok hatalmas kisugárzott energiája egy szupernagy tömegű fekete lyuk környezetéből érkezik. A galaxisok közepén elhelyezkedő, akár több milliárdnyi naptömegű óriások a környezetükből anyagot fognak be. Az anyag egy korongszerű képződményben örvénylik, egyre közelebb és közelebb kerülve a fekete lyukhoz. A rendszerből egyrészt a felforrósodott anyagbefogási korong, másrészt a forgástengely irányába a fényét megközelítő sebességgel kilökődött töltött részecskékből álló nyaláb (jet) sugárzását észleljük. A gamma-sugárzás eredete is a jetre vezethető vissza: a részecskék az ún. inverz Compton-hatás révén energiát adnak át a fotonoknak, mintegy „meglökik” azokat. Így a fényrészecskék az elektromágneses sugárzás legnagyobb energiájú tartományába kerülnek.

A Fermi LAT által detektált égi gamma-források több mint fele olyan aktív galaxismag, amelynél az egyik oldali jet szinte pontosan felénk, a látóirányunkba mutat. Ezeket az objektumokat a csillagászok blazároknak nevezik. A blazárok a rádiótól egészen a gamma-tartományig nagyon fényes források, amelyeket nagy távolságból is észlelhetünk. Sugárzási teljesítményükre jellemző a változékonyság, akár néhány órás, akár több évig terjedő időskálákon. A gamma-tartományban a közel 2 éves periódusú változás kimutatását technikailag a Fermi-űrtávcső hosszú működési ideje tette lehetővé. A kutatók így is óvatosak, hiszen még nem egészen négy ciklust mértek végig a feltételezett periodikus változásból. Az eredményt ugyanakkor erősíti, hogy a PG 1553+113 optikai és rádiótartományban végzett monitorozásából is hasonló periódusú változásokra lehet következtetni.

A 2008-ban, még GLAST néven indított amerikai Fermi-űrteleszkóp a Föld körül. (Fantáziakép: NASA)

Ha a változás tényleg periodikusnak bizonyul, a következő két fényességi csúcs 2017-ben és 2019-ben várható – szerencsére még a Fermi tervezett működési élettartamán belül. A kutatók többféle lehetséges magyarázattal is előálltak, ami a változások kiváltó okát illeti. Ezek közöl talán a legizgalmasabb, hogy a jetet kibocsátó szupernagy tömegű fekete lyuk közvetlen közelében egy másik fekete lyuk kering. A kettős másik tagjának a hatására az anyagbefogási korong síkja egy kicsit „billeg”, s így a jet iránya is periodikusan változik. A blazároknál, mivel a jet annyira közel mutat a látóirányunkhoz, egy kis látószög-megváltozás is jelentős hatással lehet a sugárzás felerősödésének mértékére.

PG 1553+113 a Kígyó (Serpens) csillagkép irányában látszik. Fényének mintegy 5 milliárd évre volt szüksége, hogy eljusson a Földig.