Mitől válik egy csendes, hétköznapi galaxis, mint a Tejútrendszer, olyan ragyogó kozmikus fenevaddá, amely minden hullámhosszon olyan fényesen ragyog, hogy az egész világegyetemben látható? Egy, a miénktől nem is olyan messze lévő, gyorsan fényesedő galaxis adhat támpontokat a jelenségre. A kutatóknak most először sikerült megfigyelniük, ahogy egy szupernehéz fekete lyuk elkezdi felfalni a környező gázt, aktív galaxismaggá alakul át – és ezáltal a világegyetem legfényesebb állandó fényforrásává válik. Ha megértjük, hogy mi készteti a galaxisokat ilyen átalakulásra, akkor kiderülhet, hogy a mi galaxisunkkal is megtörténhet-e egy nap ugyanez.
A galaxisok mintegy 10%-ának van egy fényesen ragyogó központja, úgynevezett aktív galaxismagja (active galactic nuclei, AGN). A csillagászok úgy vélik, hogy ezek akkor alakulnak ki, amikor a galaxis központi fekete lyuka körül méretes anyagkorong alakul ki, és az égitest elkezdi ezt beszippantani. Ilyen szélsőséges gravitációs környezetben a korongban fellépő súrlódás olyan magas hőmérsékletre hevíti a gázt, hogy az intenzíven sugározni kezd. A szakértők úgy találták, hogy az AGN-ek fényessége változó, és 10 ezer – 10 millió évenként aktiválódhat és inaktiválódhat. De mi okozza, hogy egy fekete lyuk egyszer csak táplálkozni kezd, és mitől áll le később? És lehet-e egy galaxisnak egynél több AGN-fázisa?
Egy csillagászokból álló kutatócsoport a Zwicky Transient Facilityt használva, amely az éjszakai égbolton időben változó objektumok után kutat, keresett változó AGN-eket. Ezután az eredményeket összevetették a Sloan Digital Sky Survey észlelési adatai alapján az elmúlt évtizedekben összeállított, 2,4 millió galaxist tartalmazó katalógussal. 86 olyan galaxist azonosítottak, amelyről úgy tűnt, hogy kilépett a nyugalmi állapotból. Ezek közül 18-at vizsgáltak meg alaposabban a Southern Astrophysical Research (SOAR) nevű teleszkóppal. Így találtak rá a ZTF20aaglfpy nevű galaxisra, amely a 2003-as Sloan észlelés és a 2022-es új megfigyeléseik között a legnagyobb változást mutatta. „A fekete lyuk aktiválódását nem tudtuk valós időben lekövetni” – mondja Paula Sánchez Sáez, az Európai Déli Obszervatórium (ESO) munkatársa. „Csak azt tudjuk, hogy ez a galaxis 18 évvel ezelőtt nem volt aktív, most pedig már az.”
Aztán találtak egy másik érdekes rendszert is. 2019-ben a Zwicky űrtávcső rutinmegfigyelése során észrevették, hogy a 300 millió fényévre lévő SDSS1335+0728 nevű, korábban nyugodt galaxis hirtelen felragyog. Először nem láttak sok változást, de 2022-ben elkezdtek felgyorsulni az események, és egyre inkább úgy tűnt, hogy a központi fekete lyuk AGN-fázisba lép.
Ez késztette a kutatókat arra, hogy hat különböző távcső archivált képeinek és színképének felhasználásával visszatekintsenek a galaxis nyugodtabb múltjára. Ezután a SOAR teleszkóp, a NASA Neil Gehrels Swift Obszervatóriuma, a W.M. Keck Obszervatórium és az ESO VLT teleszkópja révén követték nyomon a fejlődését, a röntgensugárzástól és az ultraibolyától az optikai és infravörös tartományokig terjedő hullámhosszakon.
Az adatok összegyűjtése hatalmas erőfeszítés volt, de megérte. A csapat következtetése szerint a gyors fényesedés legvalószínűbb magyarázata, hogy az SDSS1335+0728 középpontjában egy, a Napunkénál egymilliószor nagyobb tömegű fekete lyuk vált AGN-né. Ha a felfedezés beigazolódik, ez lenne az első alkalom, hogy a kutatók részleteiben figyelték meg egy AGN aktiválódását. Van azonban egy alternatív magyarázat is, hogy a fekete lyuk szétszakított egy túl közel tévedt csillagot, és csak átmeneti a felfénylés. Az ilyen események azonban sokkal gyorsabb fényesedést okoznak, viszont ritkán tartanak tovább egy évnél, így ez egyre kevésbé valószínű.
A szakértők remélik, hogy a VLT-vel és az ESO rövidesen üzembe álló ELT távcsövével végzett jövőbeli megfigyelések lehetővé teszik számukra, hogy teljesen kizárják utóbbi forgatókönyvet, és többet tudhatnak meg arról a mechanizmusról, amely az AGN-ek felébredését és tartós ragyogását okozza. A VLT egyik spektrográfja a teljes galaxisról képes képet készíteni úgy, hogy minden egyes képpontot különböző hullámhosszúságú spektrumokra bontanak. „Látni fogjuk a galaxismagba hulló gáz dinamikáját” – mondja Sánchez Sáez.
