Élet és Tudomány, 2011. július-december (66. évfolyam, 26-52. szám)
2011-07-01 / 26. szám
ota Nui 2001 ua ■I Feketelyuk-óriások étkezési szokásai KI A Georgia Műszaki Egyetem ■M egy asztrofizikus csoportja távoli galaxisok szívében fekvő, szupernagy tömegű fekete lyukakba örvénylő, túlhevült gáztömegek röntgensugárzásának megfigyelésével és elemzésével tesztelte az aktív galaxismagokban végbemenő folyamatok elméleti modelljeit. A fekete lyukakba bezuhanó anyagtömegekből hatalmas menynyiségű energia szabadul fel látható- és ultraibolya fény, továbbá röntgensugárzás formájában. Az így kisugárzott energia a fekete lyuktól nagy távolságokban is gáz- és porkitöréseket kelt, befolyásolva ezzel a fekete lyuknak otthont adó galaxis növekedését és fejlődését. Az aktív galaxismagokban végbemenő öszszetett folyamatok megértése alapvetően fontos a galaxisok (köztük Tejútrendszerünk) kialakulását és fejlődését leíró elméleti modellek tökéletesítéséhez. Jóllehet magából a fekete lyukból még a fény sem menekülhet ki, az éppen anyagtömegeket magukba nyelő fekete lyukak közvetlen környezete — a befelé örvénylő anyagtömegek alkotta úgynevezett akkréciós korong révén — a galaxisokban megfigyelhető legfényesebb objektumok közé tartoznak (aktív galaxismagok). A sugárzások és az akkréciós korong kölcsönhatásainak tanulmányozásával a kutatók sokat megtudhatnak a fekete lyukak közelében lévő extrém erős gravitációs és mágneses mezőkről, továbbá a fekete lyukak közelében végbemenő fizikai folyamatokról. „Az űrtávcsövek utóbbi években felhalmozott megfigyelési adataiból látható, hogy ha minél gyorsabban nyeli magába egy fekete lyuk a körülötte lévő anyagot, annál magasabb az akkréciós korongban örvénylő anyagtömegek ionizáltsága — mondta David Ballantyne, a Georgia Tech asztrofizika profeszszora, a kutatócsoport vezetője. — Az akkréciós korongokra vonatkozó elméleti modellek ezt jelzik is, ám az általunk felfedezett tényleges matematikai összefüggés eltért a modell előrejelzésétől.” A modell sugallta ködös függés helyett ténylegesen megfigyelhető lineáris kapcsolat meglehetősen nagy eltérésekre vezet. Bár nem igazán meglepő egy olyan folyamat esetében, amely földi laboratóriumi körülmények között nem ellenőrizhető, mindenképpen magyarázatra szorul. Ballantyne és munkatársai a kutatásról az Astrophysical Journalben megjelent cikkükben maguk is felvetnek néhány lehetséges magyarázatot. Ám bármelyiknek a megerősítéséhez még több és pontosabb megfigyelésre lenne szükség — ez a végső megállapításuk. A kutatók számára még nem teljesen világos, mi okozza a fekete lyukak növekedésének eltérő ütemét, sőt időnkénti leállását, és hogy az akkréciós korong növekedése hogyan hat magának a vendéglátó galaxisnak a fejlődésére. „A gyors ütemű akkréció során rengeteg energia szabadul fel, nemcsak különféle sugárzások, hanem olyan anyagkiáramlások formájában is, amelyek a galaxisból gáztömegeket visznek ki, s ezáltal csökkentik a csillagképződés ütemét, illetve visszafogják a galaxis fejlődését” — magyarázta Ballantyne. Az elméleti modellek szerint az aktív galaxismagok röntgensugárzása az akkréciós korongnak a fekete lyukhoz legközelebb eső, legbelső övezetéből ered. A sugárzás a környező anyagtömegeken áthaladva maga is jellegzetes módon változik, az átszelt anyagfelhők összetételétől, ionizáltságától függően, így a hozzánk eljutó röntgensugárzás spektrumából mint kozmikus ujjlenyomatból, következtetni lehet az akkréciós korongban örvénylő anyagtömegek fizikai jellemzőire. „Ezek szokványos, laboratóriumi körülmények között is vizsgálható atomfizikai folyamatok, így a megfigyelhető röntgenspektrumból adódó következtetések is megbízhatók” — mondta Ballantyne. A professzor és munkatársai a Chandra és az XMM—Newton -röntgen űrobszervatóriumok nyolc aktív galaxismagra vonatkozó megfigyeléseinek elemzésével fedezte fel az akkréciós korong növekedése és ionizáltsága közti — az eddig elfogadott elméleti modellek jóslatainak ellentmondó — lineáris összefüggést. A következő lépés ennek további ellenőrzése, illetve megerősítése lesz. „A fekete lyukak önmagukban egyszerűek, ám a környezetükben végbemenő folyamatok nagyon bonyolultak és összetettek — összegezte Ballantyne. — Ám megértésük nélkül nem deríthetünk fényt a galaxisok fejlődésének nagyobb léptékű összefüggéseire sem.” Forrás: gtresearchnews.gatech.edu/active-galactic-nuclei/ H A Karib-tenger rablócápái A bioszféra természeti jelenségei közül sok különlegesség vár még tudományos magyarázatra. Az egyik ilyen a bálnák és cápák tömeges gyülekezése. A karibi térségben a Mexikóiöböl az a hely, ahol az óriás termetű cápák tömegesen is otthont találhatnak, és ez az ökoturizmus számára is remek lehetőségnek bizonyult. A ma élő legnagyobb méretű és tömegű halfaj, a rablócápa (Rhincodon typus) a nyíltvizek magányos behemótja. Összevetve a szintén planktonevő és hasonlóan hatalmas, de „csak” körülbelül 12 méteres óriáscápával, a rablócápa a 18 méteres testhosszúságot is elérheti, ezért angolul a „bálna cápa” (Whale Shark) névvel illetik. Georgia I Tech Fantáziakép egy fekete lyukról és közeli környezetéről KÉP: DANA BERRY, NASA A Georgia Tech asztrofizikus csoportja: David Ballantyne professzor, Jon McDuffie és John Rusin 804 ■ Élet és Tudomány ■ 2011/26