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

Next