Kvazárok szelleme
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2015.04.06 08:15.)

Nagy, zöld világító gázfelhő, ütközésen átment galaxisok közelében – mi az?

A galaxisfelvételek osztályozásához segítségül hívott „közösségi tudomány” (citizen science) egyik közös sikere volt az első ilyen objektum felfedezése, ami Hanny van Arkel holland tanárnő nevéhez fűződik. A 2007-ben a Galaxy Zoo program keretében talált, azóta Hanny's Voorwerp (jelentése hollandul Hanny objektuma) néven emlegetett hatalmas gázfelhőhöz hasonlókat az elmúlt évek során is kerestek, sikerrel.

Hanny objektuma, egy zölden világító gázfelhő az IC 2497 katalógusszámú spirálgalaxis közelében, a Hubble-űrtávcső képén. (Kép: NASA / ESA / Galaxy Zoo Team / W. Keel / University of Alabama)

Az alábbi képen bemutatott nyolc, komplex szerkezetű, a közelükben levő galaxisokat körülvevő gázfelhő anyaga valamikor feltehetően galaxisütközések nyomán került mostani helyére. Bár nyilván a legtöbb nagy, fennállása során már számos ütközésen, összeolvadáson átment galaxis környezetében lehetnek ilyen gázfelhők, azok a felvételeken észrevehetetlenek. Az itteniek különlegessége, hogy a látható fényben zöldes színben világítanak, amiért elsősorban a bennük levő ionizált oxigén a felelős. A gázfelhők anyagát – az oxigén mellett héliumot, nitrogént, ként, neont – pedig a feltételezések szerint egy a galaxis közepén nem is olyan rég még „működő” sugárforrás, egy aktív galaxismag vagy kvazár ionizálhatta.

Az aktív galaxismagok nagyon kis kiterjedésű, de rendkívül nagy energia-kibocsátású régiók a galaxisok közepén rejtőző szupernagy (egyes esetekben akár több milliárd naptömegnyi) fekete lyukak környezetében. Energiaforrásuk a környezetükből egy forró, gyorsan forgó korongon keresztül beléjük hulló anyag. Ha ez az „üzemanyag” kifogy, a galaxismag aktivitása elenyészik. Mivel egy-egy ilyen kvazár élettartama lényegesen hosszabb, mint amit az emberi történelem időskáláján meg lehetne figyelni, nem egyszerű feladat meghatározni, hogy az aktivitás egyes fázisai mennyi időn át tartanak. A kvazárok „lekapcsolódási idejének” megbecsléséhez adnak kulcsot a most felfedezett objektumok.

A nemrég még aktív, mostanra kihunyt galaxismagokból származó ultraibolya sugárzás által ionizált gázfelhők nyolc különböző galaxis körül, a Hubble-űrtávcső felvételein. (Kép: NASA / ESA / Galaxy Zoo Team / W. Keel / University of Alabama)

A galaxisokon túl elhelyezkedő, a valamikori galaxis-összeolvadáskor fellépő árapályerők által kiszakított gázfelhők a középponttól több tízezer fényévnyi távolságban találhatók. Így több tízezer évbe telt, mire a kvazárból kifelé indult sugárzás elért hozzájuk. A galaxisokban a mostani megfigyelések szerint azonban már nincs nyoma aktív magnak, így annak nagyjából 50 ezer évvel ezelőtt ki kellett hunynia. Az ionizált gázfelhők azonban még világíthatnak, amíg semleges atomjaik rekombinálódnak (vagyis befognak elektronokat, miközben fényt bocsátanak ki). A képen látható „zöld szellemek” csillagászati időskálán mérve rendkívül tűnékeny objektumok, emiatt igen ritkák az égen. Ezért is volt szükség arra, hogy a civil önkéntesek munkájára építő, a Sloan Digitális Égboltfelmérés (SDSS) képein levő galaxisok osztályozását célzó Galaxy Zoo projekt mintegy 200 résztvevője több mint 16 ezer gyanús felvételt nézzen át, egymástól függetlenül többször is, galaxisméretű világító gázfelhők után kutatva. A jelölteket aztután nagyobb földi távcsövekkel és a Hubble-űrteleszkóppal részletesen megvizsgálták a csillagászok.