A nagyon korai Világegyetem egyik legkülönlegesebb galaxisában fedeztek fel egy gyorsan növekvő fekete lyukat amerikai csillagászok. A galaxis és a központjában lévő fekete lyuk felfedezése új információkkal szolgál a legelső szupernagy tömegű fekete lyukak kialakulásával kapcsolatban. A kutatás eredményeiről a brit Királyi Csillagászati Társaság havi kiadványában adtak hírt a kutatók.

A kutatócsoport a chilei ALMA rádiótávcső-hálózattal végzett megfigyelések segítségével megállapította, hogy a COS-87259 jelű galaxis, amelyben a szupernagy tömegű fekete lyuk található, extrém mennyiségű új csillagot teremt, ezerszer annyit, mint a Tejútrendszer, és több mint egymilliárd naptömegnyi csillagközi port tartalmaz. A galaxis nagy fényességét az intenzív csillagszületésnek és a központjában növekvő szupernagy tömegű fekete lyuknak köszönheti.

A most felfedezett fekete lyuk a kutatók szerint az ősi fekete lyukak új típusa, amelyet olyannyira eltakar a kozmikus „por”, hogy szinte kizárólag a közepes infravörös tartományban sugároz. Arra is rájöttek, hogy ez a növekvő szupernagy tömegű fekete lyuk (amit aktív galaxismagnak is neveznek) erőteljes anyagsugarat lövell ki, amely közel fénysebességgel hatol át a galaxison.

Ma szinte minden galaxis központjában olyan fekete lyukak találhatók, amelyek tömege több milliószor vagy több milliárdszor nagyobb a Napénál. Továbbra is rejtély, hogy az első szupernagy tömegű fekete lyukak hogyan keletkeztek, különösen azért, mert a Világegyetem egészen korai időszakában több ilyen égitestet is találtak. Mivel ezeknek a forrásoknak a fénye csak hosszú idő alatt jut el hozzánk, olyannak látjuk őket, amilyenek a múltban voltak: ezt a fekete lyukat mindössze 750 millió évvel az ősrobbanás után, ami a Világegyetem jelenlegi korának körülbelül 5%-a.

Különösen megdöbbentő ebben az égitestben, hogy az égbolt viszonylag kis területén találták meg – a területe tíz teliholdnál kisebb –, amiket általában hasonló égitestek keresésére használnak. Ez arra utal, hogy hasonló források ezrei létezhettek a korai Univerzumban, ami a korábbi adatok alapján teljesen váratlan volt.

A nagyon korai Világegyetemből csupán egyetlen más típusát ismerjük a szupernagy tömegű fekete lyukaknak: a kvazárokat. Ezek olyan aktív fekete lyukak, amelyeket nem nagyon takar el a kozmikus por. Ezek a korai kvazárok rendkívül ritkák a COS-87259-hez hasonló távolságban, és a teljes égbolton is csupán néhányszor tíz darabot ismerünk belőlük. A COS-87259-ben rejtőzködő fekete lyuk felfedezése számos kérdést vet fel a nagyon korai szupernagy tömegű fekete lyukak nagy számával, valamint az őket rejtő galaxistípusokkal kapcsolatban.

„Az eredmények arra utalnak, hogy a nagyon korai szupernagy tömegű fekete lyukakat gyakran erősen eltakarja a por, talán éppen a heves csillagképződés következtében, ami a galaxisukban zajlik. Erről néhány éve már voltak sejtések, és nagyon jó látni az első közvetlen megfigyelésen alapuló bizonyítékot, amely alátámasztja ezt a lehetőséget.” – mondta Ryan Endsley (University of Texas), a szakcikk vezető szerzője.

Hasonló égitesteket találtak hozzánk közelebb, a mai Világegyetemben is, például az Arp 299 jelű rendszert. Itt galaxisok ütközése intenzív csillagképződést vált ki, és a nagy mennyiségű por erősen elhalványítja a két galaxis egyikében növekvő szupernagy tömegű fekete lyukat.

Az Arp 299 egy galaxispár. A rendszert alkotó IC 694 és NGC 3690 jelű galaxis úgy 700 millió évvel ezelőtt nagyon közel került egymáshoz. A találkozás olyan erőteljes csillagképződést indított el, mint amit a COS-87259 jelű galaxisban is látunk. Az elmúlt nagyjából 15 évben hat szupernóva robbant fel a rendszer szélén, így elmondhatjuk, hogy az Arp 299 kiemelkedő szupernóva-gyárrá vált. (Forrás: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University))

„Senki sem számított arra, hogy ehhez hasonló égitestre bukkanunk a nagyon korai Univerzumban, mégis visszalépést jelent a felfedezése abból a szempontból, hogy megértsük, hogyan alakulhattak ki milliárd naptömegű fekete lyukak az Univerzum ilyen fiatal korában, és hogyan fejlődtek ki az első, legnagyobb tömegű galaxisok.” – tette hozzá Endsley.

Forrás: Royal Astronomical Society