A NASA amerikai űrügynökség honlapján közölt képen két sárga fényű égitest látható egy fényív felett, a formáció mosolygó arcot rajzolt a csillagok közé. A fényív a NASA szerint egy galaxis, melynek alakját egy elhaladó, nagy tömegű gravitációs forrás eldeformálta és megnyújtotta.

„Az alsó, íves galaxis alakja jellemzően egy gravitációs lencsehatás alatt álló galaxis alakja. Fénye a hozzánk vezető úton elhaladt egy nagy tömegű objektum közelében, emiatt tűnik deformáltnak és nyújtottnak a formája” – közölte a NASA.

A mosolygó arc az SDSS J0952+3434 galaxishalmazban található, a felvételt a Hubble WFC3-as kamerája készítette, miközben arra kereste a választ, hogyan születnek a csillagok.

A WFC3 minden eddiginél nagyobb felbontásban képes látni a távoli galaxisokat: elég nagyban ahhoz, hogy meghatározza a galaxisok helyét, és tanulmányozza a benne lévő csillagformációkat.

Az űrteleszkóp ismét normál üzemmódban működik, miután az amerikai űrkutatási hivatal szakemberei kijavították az űrtávcső egyik giroszkópjának a hibáját.

A Hubble magasan az atmoszféra felett működik, a légkör nem zavarja az észlelésben, ezért az ötvenszer gyengébb fényű objektumokról is képes felvételeket készíteni.

Az általa küldött képek bepillantást engednek a világűr eddig ismeretlen mélységeibe, az egymást valósággal felfaló galaxisok látványos ütközéseibe, újabb csillaghalmazok születésébe.

Sikerült képet alkotni olyan távoli tájakról is, ahonnan a fénysugár több mint tízmilliárd évig utazott, mielőtt az űrtávcső kamerájába jutott, de a közelebbi égitestekről is páratlan részletességű felvételek születtek.

Felfedezte az eddig ismert legtávolabbi, a Földtől kilenc milliárd fényévre található csillagot egy nemzetközi kutatócsoport, idézi az MTI a Nature Astronomy című tudományos szakfolyóiratban közzétett kutatási eredményeket. 

A csillagot, amelynek a kutatók az Ikarus becenevet adták, csak az úgynevezett gravitációs lencse-hatásnak köszönhetően sikerült észlelni, ugyanis a fénye normális körülmények között túl gyenge lenne ahhoz, hogy elérjen a földi megfigyelőállomásokig, közölte a kutatásban részt vevő Genfi Egyetem.

Gravitációs lencse-hatás olyankor keletkezik, ha egy nagytömegű objektum, például egy galaxis halad el a csillag és a megfigyelő között. A galaxis tömege felerősíti a csillag fényét, így az jobban észlelhetővé válik a földi megfigyelő számára.

Az amerikai Minnesotai Egyetem, a svájci Genfi Egyetem és az ugyancsak svájci Lausanne-i Egyetem kutatóit egy, a Földtől 5 milliárd fényévre lévő galaxishalmaz segítette hozzá, hogy a nagyfelbontású Hubble-űrteleszkóppal meglássák a csillagot.

Első ízben figyeltünk meg olyan csillagot, amely tőlünk kilenc milliárd fényévre található. Az Ikarus legalább 100-szor olyan messze van, mint az eddig tanulmányozott legtávolabbi csillag, nem számítva a szupernóva-robbanásokat

– idézi a Genfi Egyetem közleménye Jean-Paul Kneib professzort, a Lausanne-i Egyetem csillagászát.

Az Ikarus, hivatalos nevén MACS J1149 2223 Lensed Star 1 esetében a galaxisok a várt 600-szoros helyett 2000-szeresen erősítették fel a csillag fényét, ezért a tudósok úgy gondolják, hogy a gravitációslencse-hatást nem egyedül a galaxisok okozták, hanem például egy másik csillag is.

„Rendkívül sok információt gyűjthettünk a csillagról és környezetéről. Az Ikarusról megállapíthattuk például, hogy egy kék óriáscsillag, amelynek fénye több ezerszer erősebb a Napénál” – mondta Antonio Cava, a Genfi Egyetem csillagásza.

A Herschel infravörös űrteleszkóppal végzett megfigyelések szerint az óriásbolygó sztratoszférájában detektálható víz egyértelműen az 1994 júliusában becsapódott Shoemaker-Levy 9-üstökösből származik.

A „vörös rögöknek” nevezett objektumok a galaxisok különleges, ritka típusát alkotják, ezek az ősrobbanás utáni első évmilliárdban létrejött, első nagy tömegű galaxisok maradványai. Legtöbbjük a világegyetem története során összeolvadt más galaxisokkal, néhány azonban megmaradt ősi állapotában. Legújabban az egyik MTA-ELTE Lendület kutatócsoport vezetője egy nemzetközi csapattal a Chandra röntgentávcső megfigyelései alapján kimutatta, milyen hatással vannak a „vörös rögök” magjában lévő fekete lyukak a csillagok kialakulására.

A csillagászok egy évtizeddel ezelőtt fedezték fel a galaxisoknak azt a nagy tömegű egyedekből álló, kicsiny populációját, amelyet „vörös rögöknek” (red nuggets) neveztek el. A nagyon távoli objektumokat először a Hubble űrtávcső felvételein azonosították, távolságuk az ősrobbanás utáni három-négymilliárd évvel ezelőtti állapotot jelez. Kiderült, hogy a vörös rögök az első, nagy tömegű galaxisok maradványai, amelyek az ősrobbanást követő egymilliárd év során jöttek létre. Egyúttal feltételezik, hogy a vörös rögök lehetnek azoknak az óriás elliptikus galaxisoknak az ősei, amelyeket a világegyetem közelebbi részein figyelhetünk meg. A vörös rögök tömege hasonló ezeknek az óriás elliptikus galaxisoknak a tömegéhez, méretük azonban csupán körülbelül ötöde azokénak.

Az MTA híroldala által közzétett magyarázat szerint a legtöbb vörös rög az évmilliárdok során egyesült más galaxisokkal, kis hányaduk azonban átvészelte az univerzum történelmét anélkül, hogy közelebbi kapcsolatba került volna más galaxisokkal, így lényegében érintetlen állapotában maradt meg. Következésképpen az aranyrögökről elnevezett galaxistípus tagjai valóban igazi kincsesbányát jelentenek a csillagászoknak, amikor arra kíváncsiak, hogyan fejlődtek a galaxisok és a magjukban lévő, szupernagy tömegű fekete lyukak az évmilliárdokon át tartó elszigeteltségben.

A NASA június végén sajtóközleményben adott hírt egy, a vörös rögökre vonatkozó új kutatási eredményről, amely szerint a galaxisok magjában található óriás fekete lyukak ezekben a galaxisokban elfojtják a csillagok keletkezését, miközben a csillagok felhasználatlan üzemanyagát magukévá téve szokatlanul nagyra híznak.

A felfedezést az a nemzetközi kutatócsoport tette, amelynek vezetője (és a felfedezésről hírt adó tudományos publikáció első szerzője) Werner Norbert, az ELTE Fizikai Intézetében 2016 óta működő MTA-ELTE Lendület Forró Univerzum Kutatócsoport vezetője, aki emellett a brnói Masaryk Egyetem Elméleti Fizikai és Asztrofizikai Tanszéke, valamint a Hirosimai Egyetem Természettudományi Karának munkatársa is – írja az Akadémia híroldala. Egyik szerzőtársa, Kiran Lakhchaura részben ugyanebben a Lendület-csoportban, részben az MTA-ELTE Extragalaktikus Asztrofizikai Kutatócsoportban dolgozik. Rajtuk kívül japán és amerikai egyetemeken dolgozó csillagászok vettek részt a munkában. Kutatásaikhoz a NASA röntgencsillagászati űrobszervatóriuma, a Chandra méréseit használták.

Az eredményeiket ismertető, a Monthly Notices of the Royal Astronomical Societycímű folyóiratban márciusban megjelent publikációjuk szerint a Chandra űrtávcsővel két ilyen elszigetelt galaxisban (MRK 1216 és PGC 032673) vizsgálták a forró gáz tulajdonságait. Bár a legrégebbi vörös rögök több milliárd fényév távolságban vannak, a két vizsgált objektum távolsága „mindössze” 295 millió, illetve 344 millió fényév. A két galaxis mintegy 13 milliárd év óta létezik, méghozzá anélkül, hogy eközben más galaxisokkal kölcsönhatásba került volna, ami ritkaság, mert a galaxisok közötti kölcsönhatások, ütközések, összeolvadások meglehetősen gyakoriak a világegyetemben. A termikus röntgensugárzást kibocsátó, vagyis több millió fokos hőmérsékletű gáz vizsgálata betekintést nyújt azokba a folyamatokba, amelyeket a galaxisokban lévő óriás fekete lyuk generál. „Megállapítottuk, hogy a fekete lyukak elhatalmasodnak ezekben a galaxisokban, ami nem kedvez a csillagok kialakulásának” – fogalmazott Werner Norbert a NASA sajtóközleményében.

A csillagászok régóta tudják, hogy a fekete lyukba behulló anyagot az erős gravitációs és mágneses tér kifelé térítheti. Az így kialakuló nagy sebességű gázkilövellések (jetek) elfojtják a csillagkeletkezést, mert a fekete lyuk közelében lejátszódó, heves folyamatok intenzív energiaforrást jelentenek, kisugárzott hőjük pedig megakadályozza, hogy a galaxisban a csillagközi gáz eléggé lehűljön ahhoz, hogy tömegesen csillagok keletkezhessenek belőle.

Az MRK 1216 galaxis középpontjában a gáz forróbb a környezeténél, ami a fekete lyuk közelmúltbeli fűtő hatását mutatja. A galaxis középpontjából rádiósugárzás is érkezik, ami a fekete lyukból kiinduló gázkilövellések jele. Végül a fekete lyuk közelében a röntgensugárzás mintegy százmilliószor gyengébb a fekete lyukak maximális növekedési sebességét megszabó elméleti határnál (az úgynevezett Eddington-határnál), ahol a kifelé ható sugárnyomás egyensúlyt tart a gravitációs vonzással. Mindezen megfigyelési tények együttesen határozottan azt bizonyítják, hogy ezekben a vörös rögökben a központi fekete lyuk aktivitása elnyomja az új csillagok keletkezését.

A fekete lyukak és a forró gáz között másfajta kapcsolat is lehet. A szerzők véleménye szerint a két galaxisban lévő fekete lyuk tömegének jelentős hányada a galaxisokat körülvevő gázból származik. Az MRK 1216 és a PGC 032873 galaxisokban található fekete lyukak az ismert legnagyobbak közé tartoznak, a középpontjuk közelében lévő csillagok sebességének optikai megfigyelése alapján becsült tömegük körülbelül 5 milliárd naptömeg lehet. Továbbá az MRK 1216-ban lévő fekete lyuk tömege biztosan, a PGC 032873-ben lévőé pedig valószínűleg a galaxisok központi tartományában található csillagok együttes tömegének néhány százalékát teszik ki, míg ugyanez az arány a legtöbb galaxisban körülbelül egy nagyságrenddel kisebb. Úgy tűnik tehát, hogy a fekete lyukak nemcsak gátolják a csillagok keletkezését, hanem a galaxis anyagának egy részét is magukba szippantják.

Végül azt is megállapították, hogy a PGC 032873-ban és körülötte található forró gáz mintegy tízszer halványabb, mint az MRK 1216 körül megfigyelhető gáz. Mivel mindkét galaxis másoktól elszigetelten fejlődött az elmúlt 13 milliárd évben, az eltérést feltételezhetően az okozhatja, hogy a PGC 032873-ban lévő fekete lyuk a múltban sokkal hevesebb kitöréseket produkálhatott, ami elfújta a forró gázt.