Így működik a világegyetem: A Tejútrendszer titokzatos közepe

Sajnos a veszélyhelyzet miatt márciusban sem tudtunk kinyitni, így a tervezett rendezvényeink is elmaradtak. A Tények és tévhitek sorozatunknál sem volt ez másképp, pedig már alaposan megterveztük a filmvetítéssel egybekötött előadást. Így ez a program most az online térbe költözött, a blog elolvasása után egy beszélgetésre invitáljuk olvasóinkat a facebook oldalunkon. A blog megosztása alatt várjuk a témával kapcsolatos véleményüket, ellenvéleményüket.

A földtől 26 ezer fényév távolságra, kozmikus porfelhőbe burkolózva található a tejútrendszer középpontja, amely az egyik legfurcsább, legegzotikusabb, de egyben a legerőszakosabb hely is a világegyetemben. Erős a sugárzás, a csillagok állandó mozgásban vannak, és erőteljes gázkitörések uralják a tejút közepét. Itt található egy fekete lyuk, amelynek 4 milliószor nagyobb a tömege a Napnál.

Napjainkban eddig példátlan mértékben fedezzük fel a tejutat, olyan folyamatokat ismerünk meg, amelyeknek hatása van az egész galaxisunkra, és ezáltal a mindennapjainkra is. Titkokat fed fel a múltunkról, jelenükről és a jövőnkről.

2019 márciusában az XMN Newton röntgen csillagászati műhold, a Sagittárius A csillag körüli teret vizsgálta, vagyis a galaxisunk közepén lévő szuper masszív fekete lyukat. Két óriási gázoszlopot fedeztek fel, amelyek a röntgensugarak hatására fénylettek. Úgy tűnt, hogy a gázoszlopok a Sagittárius A csillagból törtek elő. A gázszökőkutak 500 fényévnyire törtek ki a szuper masszív fekete lyuk alatt és felett. Vajon miért távoznak a Sagittárius A csillagból ezek a gázoszlopok? Ahogy ezek a gázok a fekete lyuk felé áramlanak, némely anyag akár a fénysebességgel is haladhat, majd ezek a felhevült gázok kitörnek az akréciós korongból és kéményeket hoznak létre. Ezek kötik össze a galaxisban ismert két legnagyobb jelenséget, a tejút fermi buborékait. Ezek a buborékok a tejútrendszer középpontjából jönnek ki, és egy ilyen buborék 25 ezer fényév hosszúságú. Vajon milyen erő hozhatta létre ezeket a szuper forró gázokat, amely a buborékokat eredményezte?

Más galaxisok megfigyelése talán segít megfejteni ezt a rejtélyt. A körülöttünk lévő galaxisok középpontjában lévő fekete lyukak különböző fázisokon mennek keresztül. Vannak nyugalmi és aktív időszakaik. Az aktív időszakban a fekete lyukak a körülöttük lévő anyagokból táplálkoznak, ami azt jelenti, hogy növekednek is, és ez óriási sugárnyalábok kibocsátásával jár. A nyugalomban lévő fekete lyukak vékony nyalábban forró gázt bocsátanak ki, de amikor több anyagot nyelnek el, akkor több ezer fényév hosszúságú sugarakat is képesek kibocsátani.

A galaxisok közepén lévő fekete lyukak, amelyek ilyen hatalmas erejű gázoszlopokat bocsátanak ki, alkalmasak arra, hogy befolyásolják a csillagok születését vagy éppen megakadályozzák. Ahogy a sugarak keresztülhaladnak a galaxison, alakítják, változtatják a galaxis szerkezetét és csillagok jöhetnek létre, ugyanakkor ezek a sugarak annyi hőt és energiát adhatnak le, amelyek megakadályozzák a csillagképződést. Tehát a fekete lyukak számos módon befolyásolhatják a galaxisunkat, mint valami karmester, amely levezényli, hogy mikor születhetnek csillagok és mikor nem.

Közvetlenül még sosem láttuk a fekete lyukat, csak a belsejében gyorsan keringő csillagokat. A tejútrendszer középpontjában a csillagok hihetetlenül gyorsan mozognak, ezért arra következtetnek a tudósok, hogy ott valami nagyon nehéz, nagyon kompakt dolog van, tömege négymilliószor nagyobb a napunknál, de kisebb területen helyezkedik el, mint a naprendszerünk. Ez csak egy fekete lyuk lehet, amelynek megfigyelése nagyon nehéz. Igazából a tudósok közvetlenül nem láttak még ilyen képződményt, csak a körülötte lévő hatásokat figyelhették meg, amelyet a környezetére fejt ki. A fekete lyuk körül több millió fokos gáz kering, az eseményhorizont távcsővel pedig az árnyékát lehet megfigyelni. Ezt az óriási árnyékot a forró, világító gáz miatt látjuk, és akár 150 millió km széles is lehet.

2018-ban a csillagászok egy igen különleges csillagot figyeltek meg, a neve S2. Keringése során 16 évente közel kerül a Sagittarius A csillaghoz. A tudósok úgy gondolják, hogy az S2 csillag lehet a legközelebb a szuper masszív fekete lyukhoz, mintegy 17 fényórányira van a felszínétől. A szuper masszív fekete lyuk olyan erős hatással van a S2-re, hogy 27 millió km/h-ra gyorsítja fel a csillag sebességét. Ez olyan hatalmas sebesség, hogy New Yorkból Los Angelesbe fél másodperc alatt lehetne elrepülni. Érdekessége ennek a csillagnak, hogy amikor nagyon közel került a fekete lyukhoz, akkor a körülötte lévő gázfelhő fellobbant. Három ilyen fénykitörést észleltek. Az akréciós korong rendkívüli forrósága a gázok atomjaiból kitépi az elektronokat. Ezek az elektronok a forró gázokkal együtt egy plazmát alkotnak, amely ha nagy sebességet ér el, erős mágneses mezőt hoz létre, amelyben energia tárolódik. Ha ezek a dolgok kölcsönhatásba lépnek egymással, elektromos kisüléseket eredményeznek, és hatalmas gázoszlopok törnek elő, amelyek akár több millió km szélesek is lehetnek. Egy ilyen gázkitörés olyan hatalmas, mintha több millió napkitörés következne be egyszerre. Olyan mintha egy atombombát hasonlítanánk egy petárdához. Ezt tanulmányozva sokat megtudhatnak az akréciós korong irányáról, és pályájáról.

A Sagittarius A csillagról tudnak a tudósok, ez az úgynevezett szuper masszív fekete lyuk a tejútrendszer közepén, de valószínű, hogy nem az egyetlen fekete lyuk. Egész rajuk keringhet a tejútrendszer középpontja körül. De hogyan kerülhetnek oda? Csillagászok egy csoportja 12 évnyi kutatómunkát folytatott, hogy csillagokból kialakult fekete lyukakat találjanak. Azokat nevezzük csillag fekete lyuknak, amelyek csillagok kihunyása vagy szupernóva robbanás következtében keletkeztek. Egy szupernóva a nap tömegének többszörösével rendelkezik. Ilyen kihunyt vagy szupernóva robbanással keletkezett csillag fekete lyukak ezrével létezhetnek a tejútrendszerünk különböző pontjain. A csillag fekete lyukak a dinamikus súrlódás hatására ténylegesen le tudnak süllyedni a galaxis középpontjára, rendkívül gyorsan mintha egy követ ejtenénk a kútba. A galaxisban lévő csillag fekete lyukak gravitációs kölcsönhatásba lépnek más csillagokkal és porfelhőkkel, ezek a kölcsönhatások a fekete lyukakat a galaxis középpontja felé sodorják.

Galaxisunk középpontja az egyik legrémesebb hely a kozmoszban, ugyanakkor otthona az univerzumunk leghihetetlenebb energiáinak is. Bármit is tartogasson a jövő galaxisunk számára, a tejútrendszer középpontja az események központi helyszíne lesz.