iPon Cikkek

Főnix-halmaz ‒ a legtermékenyebb ismert csillaggyár

Dátum | 2012. 08. 22.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Bár a Tejútrendszer hatalmasnak tűnhet, valójában galaxisunk porszemnek látszik a világegyetem legnagyobb struktúrái, a galaxishalmazok mellett. Ezekben több száz, néha több ezer galaxis kapcsolódik össze a gravitáció ereje által. A legtöbb galaxishalmaz szívében pedig rendszerint olyan ősöreg, óriási csillagrendszerek foglalnak helyet, amelyekben mindössze néhány új csillag születik évente.

Egy több intézmény, köztük az MIT munkatársaiból összeálló kutatócsoport hét milliárd fényévnyire tőlünk azonosított egy olyan galaxishalmazt, amely mellett eltörpülnek a legnagyobb halmazok is. A világegyetem ezen monstrumának központi csillagrendszere ráadásul évente nagyjából 740 naptömegnyi új csillagot termel ki. (Az eddig ismert legaktívabb „csillaggyár” az Abell 1835 jelű galaxis volt, ebben évente közel száz új égitest születik.) A világegyetem egyik legnagyobb tömegű és legfényesebb halmazáról van tehát szó, amelyet SPT-CLJ2344-4243 néven katalogizáltak, bár a kutatók gyakran csak Főnix-halmaz néven emlegetik a csillagkép után, amelyben található. A kutatás eredményeiről részletesen a Nature oldalain számolnak be a tudósok.

Michael McDonald, a Kavli Asztrofizikai és Űrkutatási Intézetének kutatója elmondta, hogy tömegén és fényességén túl a Főnix-halmaz még egy különleges vonással rendelkezik: míg a legtöbb galaxishalmaz magja vörösnek tűnik, arra utalva, hogy az ott található csillagok nagyon öregek, a Főnix magja élénk kék színben pompázik. Ez pedig annak a jele, hogy a mag körüli gáz gyorsan hűl, a lehűlő ionizált gáz pedig a csillagok elsődleges alapanyaga.


„A központi galaxisok általában vörösek és halottak, vagyis gyakorlatilag egy rakás vénséges csillag kering egy masszív fekete lyuk körül, és semmiféle újdonság nem történik” ‒ mondja McDonald. „Ebben a halmazban azonban a központi galaxis valamilyen módon újra feléledt, és elképesztő ütemben kezdte magából ontani az új csillagokat.”

A most felfedezett galaxishalmaz talán segíthet megoldást találni egy évtizedes csillagászati rejtélyre. A jelenlegi elképzelések szerint ugyanis a csillaghalmazok központjában található gáz, amely a közeli galaxisokból és szupernóvákból ered, folyamatosan hűl, ahogy telik az idő, és a gyors hűlés nyomán létrejövő sűrűsödésekből új csillagoknak születnek. Ez legalábbis az elmélet, azonban mindezidáig egyetlen olyan halmazt sem sikerült megfigyelni, amely kellően gyorsan hűl ahhoz, hogy a fent leírtak végbemehessenek.

McDonald szerint az egyik lehetséges magyarázat az lehet, hogy a halmazok természetes lehűlését valami megakadályozza. Példaként a Perseus-halmazt említi, amelynek központi fekete lyuka nagyenergiájú részecskenyalábokat bocsát ki magából, ezek valószínűleg újra felhevítik a magot, amely így sosem tud teljesen lehűlni.

„Ami igazán érdekessé teszi a Főnix-halmazt az az a tény, hogy csaknem tökéletesen a megjósolt hűlési ütemet mutatja” ‒ mondja McDonald. „Elképzelhető, hogy fejlődésének olyan korai szakaszában jár, amikor még semmi sem akadályozza meg a gyors hűlést, így központja csillagvihar-galaxissá válik… ha a tényeket nézzük nagyon kevés olyan dolog lehet az univerzumban, amely gyorsabban gyártaná a csillagokat, mint ez a csillagrendszer.” (Csillagvihar-galaxisnak vagy csillagontó galaxisnak azokat a csillagrendszereket nevezik, amelyekben a csillagkeletkezés üteme az átlagosnál nagyságrendekkel nagyobb. A Tejútrendszerben átlagosan évente három naptömegnyi csillag keletkezik, a csillagvihar-galaxisokban ez az érték akár tízszer-százszor ekkora is lehet.) 

A Főnix-halmazt 2010-ben észlelték először a Déli-sarki Teleszkóp segítségével. A 10 méter átmérőjű távcső új galaxishalmazok után kutatva vizsgálja az eget. McDonald és kollégái az ilyen módon azonosított legnagyobb halmazokat kezdték alaposabban megvizsgálni a Chandra űrtávcsővel, amely a röntgentartományban figyeli az űrt. Hamar kiderült, hogy a Főnix-halmaz messze kilóg a vizsgált halmazok közül fényessége alapján, így a kutatók úgy döntöttek, hogy újabb műszereket vetnek be az égbolt eme területének megfigyelésére.

A csapat végül tíz különböző űrbéli, illetve földfelszíni távcsővel készített felvételeket a Főnix-halmazról. Minden műszer különböző hullámhosszakra koncentrált, hogy fényt derítsen a halmaz különféle jellegzetességeire.

„A központi fekete lyuk nagyon fényes a röntgentartományban, míg az újonnan keletkező csillagok a látható és az ultraibolya hullámhosszakban világítanak a legélénkebben” ‒ magyarázza McDonald. „Tehát ahhoz, hogy teljes képet kapjunk, össze kellett dolgozni az összes távcső eredményeit.”

A kutatók a tíz műszer adatainak kombinálása révén megbecsülték a halmaz tömegét és fényességét. A tömeg kiszámításához először is meg kellett saccolni a halmaz hőmérsékletét, amelyet az úgynevezett csúcs-hullámhossz alapján állapítottak meg. Ez jelen esetben a röntgentartományba esett, és ennek alapján ki tudták számítani a hőmérsékletet.

A hőmérséklet segítségével megsaccolták a halmaz tömegét: minél forróbb egy adott gázmennyiség, annál nagyobb az össztömege. A számítások megerősítették, amit már korábban is sejtettek a kutatók: a Főnix-halmaz a legnehezebb galaxishalmazok egyike, tömege csaknem 2000-szerese a saját galaxisunk, a Tejútrendszer tömegének.


A szakértők ezt követően a csillagkeletkezés nyomai után kezdtek kutatni: a fiatal csillagok ugyanis különösen fényesek az ultraibolya tartományban. Az ultraibolya felvételek több száz ifjú csillagot tártak fel a galaxishalmaz magjában. A halmaz óriási luminozitása továbbá arra utal, hogy nagyon gyors ütemben hűl, valószínűleg ez áll a nagymértékű csillaggyártás hátterében.

Brian McNamara, a Waterloo-i Egyetem asztrofizikusa szerint az extrém csillagvihar révén talán bepillantást nyerhetünk abba, hogyan formálódtak a legnagyobb tömegű korai galaxisok. Hozzáteszi azonban, hogy a Főnix-halmaz kivételes viselkedése ugyanígy abból is eredhet, hogy a magjával valami probléma van.

„Úgy tűnik, hogy folyamatosan hűl és ontja magából a csillagokat, és közben a galaxismag közepének szupermasszív fekete lyuka csak szendereg, mintha elaludt volna a volánnál” ‒ mondja a kutató. „Azonban ha a fekete lyuk egyszer beindul, és elkezdi magából lövellni a nagyenergiájú sugarakat, valamikor a következő százmillió évben, a lehűlés megtorpan, és a csillagok születésének üteme is lelassul olyanra, ami a legtöbb halmazra jellemző.”

McDonald a Hubble űrteleszkóp segítségével szeretné tovább tanulmányozni a kivételes halmazt. Azt reméli, hogy a műszer segítségével megpillanthatja a mag kék szálait is, ahogy a hűlő áramlatokban új csillagok keletkeznek.

A halmaz látszólag rendhagyó hűléséről az a véleménye, hogy talán nem is olyan szokatlan jelenségről van szó. „Könnyen lehet, hogy egyszerűen megfelelő időzítés kérdése az egész: mindössze az esetek egy százalékában kaphatjuk lencsevégre a gyors ütemű csillaggyártást és a lehűlést” ‒ véli a kutató. „Talán minden halmaz átmegy ezen a fázison, csak éppen annyira rövid ideig tart, hogy eddig még nem volt esélyünk hasonlót megpillantani. Most az egyszer véletlenül jó időben voltunk a jó helyen.” 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

15. hmisi
2012.08.22. 11:46
7 milliárd fényév!!! Na oda még a szuperfejlett ufók se jutnak el! Érdekes és jó a cikk. Lenne pár kérdésem. A csillaggyártást hogy kell elképzelni? Mi készíti őket? A fekete lyuk milyen hőt bocsájt ki? Úgy tudtam, hogy ők csak beszippantanak mindent.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. Jools
2012.08.22. 12:57
hmisi: örülök, hogy tetszett A csillagok a csillagközi gázfelhőkből jönnek létre, amelyben valamilyen hatásra (pl. szupernóvából eredő lökéshullám, galaxiskaron való áthaladás, gyors hőmérsékleti változások következtében fellépő "áramlatok" ) sűrűsödések keletkeznek. Ezek aztán egyre több anyagot vonzanak magukhoz, egyre sűrűbbek lesznek, és ennek köszönhetően egyre forróbbak is. A kritikus hőmérséklet elérésével beindul a deutérium, majd a hidrogén fúziója, és kész is a csillag.

A fekete lyukak intenzív röntgensugárzást bocsátanak ki magukból, amikor elnyelik az anyagot. A feléjük tartó anyag akkréciós korongot képez, és ahogy egyre közelebb örvénylik és gyorsul, felhevül, így a röntgentartományban sugároz. Eközben a fekete lyuk forgástengelye mentén két nagyenergiájú részecskenyaláb is keletkezik, amelyek szintén jelentős nagyfrekvenciájú sugárforrást jelentenek.

Bővebben ugyanez itt:

http://ipon.hu/hir/egy_csillag_halalsikolyat_eszlelte_a_swift_muhold/21902
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. vzsryl Jools
2012.08.22. 13:05
Az abszolút nem biztos, hogy a fekete lyukak elnyelnek bármit is. Több álláspont van a dologgal kapcsolatban. Pl. az egyik, számomra érdekes felvetés az, hogy egy fekete lyukat soha semmilyen anyag nem tudja 100%-osan megközelíteni, mivel a fekete lyukban nem létezik tér és idő, így a felé haladó anyag egyre lassabban fog haladni, majd végtelen ideig közelíti, de nem halad át az eseményhorizonton.
Ha érdekel ez a téma, akkor tudom javasolni A féreglyukon át c. tv sorozatot. Discoverys és Morgan Freeman a narrátor.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. Asagrim Jools
2012.08.22. 13:08
Én mindig is csodáltam az anyag olyan tulajdonságát, hogy légüres térben gravitáció hatása nélkül törekszik a csoportba rendeződésre, miközben fizika órán meg azt tanultuk, hogy az anyag mindig is törekszik a rendelkezésére álló tér egyenletes kitöltésére, ami nem csak a folyadékokra, de gáznemű anyagokra is igaz.

Discovery-n láttam egy ilyen kísérletet, ahol az űrállomáson egy üvegben levő folyadékban sűrűbb fluoreszcens anyag volt, és ahelyett hogy egyenlegesen eloszlott volna, olyan tömörülést mutatott, hogy kisebb-nagyobb gócokba rendezkedett el az anyag.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Asagrim vzsry...
2012.08.22. 13:10
Jó műsor, de vitaképes tudás megszerzésére nem nagyon javaslom, mert mindenki számára közérthető szintre van leegyszerűsítve minden, ami bizony kisebb-nagyobb ferdítésekkel is jár. Teljesen olyan mint mikor általánosban megtanulsz valamit, középiskolában meg megtanítják, hogy az nem egészen úgy van, csak általános iskolás szintre leegyszerűsítve.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. tokyofej
2012.08.22. 13:17
vzsryl: a discovery-t és tárasit óvatosan kell kezelni, néha olyan butaságokat mondanak komolynak tűnő műsorokban (a tudományos rizsa közé szabályosan elbújtatnak egy hülye mondatot, észre sem veszik legtöbben), hogy egy 5 éves is halálra röhögné magát. Az elmélet viszont érdekes - hozzátenném nem értik, ha netán mégis elnyeli a fekete lyuk az anyagot, akkor az hova tűnik - ez is az Általad említetteket igazolná.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. ThompsoN
2012.08.22. 13:45
Érdekesek ezek a cikkel Jools.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. vzsryl Asagr...
2012.08.22. 14:01
Nem vitaképes tudás megszerzésére ajánlott megnézni azt a sorozatot, hanem a témáról egy egyszerű alap információ meghallgatására.

tokyofej: Bizony mondanak benne hatalmas blődségeket, de megesik, hogy okosságokat is, és ha mindezt összegyúrod egy kis utánaolvasással, akkor máris sikerül rövid időn belül egy egész érdekes tudásanyagot összeállítani a fejünkben.

Szerk.: Az elnyelt anyag egy végtelen sűrűségű objektumban véleményem szerint semmivé válik, mivel végtelen+x=végtelen, tehát a végtelen az marad, az x nem tesz hozzá semmit.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. jamborka
2012.08.22. 18:59
Véleményem szerint semmivé nem válhat valami
lehet belőle gamma sugárzás, fény, hő, röntgen sugárzás, vagy akármi, de hogy semmivé váljon, az szerintem kizárt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Asagrim jambo...
2012.08.22. 19:21
"Véleményem szerint semmivé nem válhat valami."

Hawking szerint se. Szerinte a fekete lyukban megsemmisülő anyag tovább tárolódik az eseményhorizonton, valamiféle információ formájában.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. vzsryl Asagr...
2012.08.23. 00:36
Sokan elutasítják Hawking nézeteit. Én se mellette, se ellene nem vagyok. Bárkinek lehet igaza, és lehet, hogy egyiküknek sincs. Itt mégis csak olyan dolgokról van szó, amit 100%-osan egyik tudós sem tud bizonyítani. Pl. feketelyukat még senki sem látott, és valószínűleg nem is fog, mivel elvileg láthatatlan. De aztán az is lehet, hogy csak pillanatnyi lencsehiba az űrteleszkópon...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Asagrim vzsry...
2012.08.23. 10:49
Nem is mindig van igaza az biztos ... például ő arra voksolt hogy nem fogjuk megtalálni a Higgs bozont, és úgy néz ki, hogy lassan mégis.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Skorbut
2012.08.23. 14:57
Jools - 2008 óta látogatom a (web)shopotokat és ezek a tudományos cikkek már-már marcipándísz-számba mennek az iPon-hírtortán! Mindig akad itt valami agytágítás a honlapotokon, amiért érdemes naponta többször is benéznem, grat és ezer köszönet érte
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. bakos4494
2012.08.23. 17:42
Ha jól emlékszem a naprendszer kb. 4,5 mrd éves, egy 7 mrd fényévnyi távolságban lévő galaxishalmazban 7 mrd évvel ezelőtt (a naprendszer keletkezése előtt 2,5 mrd évvel) sok csillag keletkezett, lehet, hogy itt is. Az Univerzum valószínűleg események és idő tekintetében a középponttól számított kaotikus 'gömbhéjak' sorozata, mi most olyan helyen lehetünk ebben a rendszerben ahonnan éppen ráláthattunk erre a múltbéli pillanatra.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. kray
2012.08.30. 15:02
bakos4494-nek igaza van. Igazából nem beszélhetünk erről jelen időben, mert olyan messze van, hogy azóta az is lehet, hogy rég megszűnt az egész.

De a cikk maga tényleg érdekes!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!