A szupernehéz fekete lyukak az univerzum valódi óriásai: több millió, de akár több milliárd naptömeget is nyomhatnak, és legjobb tudásunk szerint minden nagyobb galaxis közepén megtalálhatók. A kurrens elméletek szerint a csillagrendszerek saját központi fekete lyukukkal együtt születtek és fejlődnek, miközben a galaxis csillagai és centrális égitest kölcsönösen hatnak egymásra.
Ahogy anyag hullik a fekete lyuk akkréciós korongjába, az felhevül, és nagy energiákat sugároz ki, egyúttal intenzív szeleket keltve a rendszerben, amelyek szétterítik az anyag egy részét. (Az ilyen galaxisok nevezzük aktívaknak.) Ez a szél egyúttal elfújja azt a gázt és port, amely egyébként a fekete lyukba hullana, szabályozva annak növekedését.
Ez a fekete lyukból eredő „csillagszél” megfelelő körülmények között képes összenyomni a galaxison belüli laza gázcsomókat, és csillagkeletkezést beindítani ezekben. Ha azonban a szél túl erős, ki is söpörheti az anyagot a csillagrendszerből, és közepesen erős szél esetén is könnyen előfordulhat, hogy annyira felhevíti a helyi gázt, hogy azzal kifejezetten megnehezíti a csillagkeletkezést.
A fekete lyuk tehát sokban hasonlít a kukta szelepére: a belőle kiinduló szél erőssége, amely a fekete lyuk közelében található anyag mennyiségének függvénye, visszahat arra, hogy mennyi új csillag keletkezik a galaxisban, és ennek nyomán arra is, hogy mennyi anyag táplálja a fekete lyukat.
Galaxistalálkozó
Ez a helyzet legalábbis a legtöbb esetben. Egy csillagászcsoport azonban nemrégiben felfedezett kompakt galaxiscsoportot, amelynek tagjai egy aktív galaxis körül csoportosulnak. Utóbbi központi fekete lyuka annyira „tevékeny” és hatalmas, hogy szele a környező galaxisok csillagkeletkezését is szabályozza.
Minderre ráadásul teljes véletlenül derült fény. A szakértők egy másik aktív galaxismagot, egy úgynevezett kvazárt (egy rendkívül erős, csillagszerű rádióforrást) tanulmányoztak 12,8 milliárd fényévnyire. (Technikailag persze csak a galaxismag ősi fénye utazott 12,8 milliárd évet, a rendszer mostanra az univerzum tágulását is figyelembe véve durván 30 milliárd fényévre van tőlünk.)
Ahogy ezt a rendszert vizsgálták a kutatók, a tanulmányozott égterületen feltűnt nekik egy szoros galaxiscsoport. Ez 10 milliárd fényévre van tőlünk, és csoport közepén egy nyilvánvalóan aktív csillagrendszer foglal helyet. Utóbbi fekete lyuka körülbelül 30 milliószor annyit nyom, mint a Nap, amivel a szupermasszív fekete lyukak középmezőnyében foglal helyet.
A központi galaxis körül legalább nyolc kisebb csillagrendszer látszik, de valószínűleg ennél több is van, csak azok nagyon halványak. A kísérőgalaxisok többsége a központi rendszer 1,3 millió fényéves körzetében található, ami azt jelenti, hogy a csoport java kisebb térrészt foglal el, mint az úgynevezett Helyi Csoport, amelyet a Tejútrendszer, az Androméda és pár tucat kisebb galaxis alkot.
A kísérőgalaxisok érdekessége, hogy szokatlanul sűrűn helyezkednek el, és nagyon kékek, ami azt jelenti, hogy intenzív csillagkeletkezés folyik a belsejükben.
Fényük alapján évente 8–60 naptömegnyi csillagot termelnek ki, ami sokkal több a Tejútrendszer jelenlegi termelékenységénél: saját galaxisunk nagyjából egy naptömegnyi csillagot állít elő évente.
Szóval a kérdéses rendszerek rendkívül termékenyek.
Jetek a köbön
A galaxiscsoportot a Chandra űrtévcsővel figyelték meg a szakértők, amely a röntgentartományban vizsgálódik. Mint kiderült, a rendszer rendkívül fényes ebben az elektromágneses tartományban, és a röntgensugarak elsődleges forrása a központi galaxis centrális fekete lyuka. Ez úgy ontja magából, pontosabban a körülötte lévő anyagkorongból a sugarakat, hogy az rendkívül nagy mennyiségű, igen forró anyag jelenlétéről tanúskodik.
Emellett anyagsugarakat is kibocsát, amelyek az akkréciós korong síkjára merőlegesen, a fekete lyuk forgástengelye mentén formálódnak a helyi mágneses mezők és nagy hő eredményként.
Ezen úgynevezett relativisztikus jetek hossza számos galaxisban eléri a több százezer fényévet, ebben a rendszerben pedig különösen hosszúak: több mint egymillió fényév a kiterjedésük.
A jetek közül a Chandra csak az egyiket tudta észlelni, mivel a másik takarásban van, a vizsgált anyagsugár azonban olyan nagy energiájú, hogy lökéshullámot kelt a galaxisok közti ritka anyagban. Ez a lökéshullám felhevíti az útjába kerülő anyagot, amely szintén sugárzásba, többek közt erős röntgensugárzásba kezd. Ennek hatására a jet körül egy diffúz röntgensugárzó felhő alakult ki, ami pedig azért izgalmas, mert a négy legaktívabb csillagbölcső ezen felhő peremén helyezkedik el. A négy kérdéses galaxis a röntgensugárzó centrumától 400 ezer fényévre, ívet alkotva sorakozik fel.
Csillaggyárak
A szakértők szerint egyáltalán nem véletlen, hogy a legaktívabb csillagkeletkezés a csoportban azon galaxisokban zajlik, amelyek az erőteljes lökéshullám peremén találhatók. A lökéshullám kevésbé látványosan ugyan (legalábbis ami a közvetlen hatást illeti), de nagy valószínűséggel a csillagrendszerek anyagára is hatással van. Összetömöríti azok hideg gázait, gravitációs összeomlásokat, és ezek révén csillagok keletkezését váltva ki.
Bár már korábban is láttak olyan jeteket a kutatók, amelyek más galaxisokat találnak el, ez az első alkalom, hogy sikerült megfigyelni, mi folyik ezekben a csillagrendszerekben. És úgy tűnik, hogy nagyon sok minden, hiszen minden jel arra mutat, hogy a fekete lyuk nagy távolságokból is képes csillagkeletkezést generálni.
Ilyen hatást korábban csak a fekete lyuk saját galaxisában figyeltek meg, és ott is csak sokkal kisebb léptékben. Az eddig detektált ilyen sokkal gyengébbek voltak, így saját csillagrendszerükben legfeljebb 30 százalékkal növelték a csillagkeletkezés mértékét, és hatásuk meglehetősen kis területen, pár tízezer fényéves körzetben érvényesült. Ez a sokkal hatalmasabb anyagsugár azonban a szomszédos galaxisokra is hatással van, méghozzá olyan erős hatással, hogy azok
a korai univerzumban jellemzőhöz képest ötszörös ütemben ontják magukból a csillagokat.
***
A korábbi vonatkozó vizsgálatok alapján a szakértők úgy vélték, hogy a szupernehéz fekete lyukak szabályozzák, pontosabban elsősorban gátolják saját galaxisuk növekedését. Ez valószínűleg ebben az esetben is igaz, hiszen a látható jet nagy mennyiségű anyagot és energiát távolít el a rendszerből. A környező rendszerek számára azonban ez a hatás abszolút pozitív, hiszen bennük elképesztő ütemben zajlik a csillagkeletkezés.
A fekete lyukakra hajlamosak vagyunk éhes szörnyetegekként gondolni, amelyek mindent bekebeleznek kozmikus környékükön. Ez azonban csak közvetlen közelüket tekintve áll fenn: ha távolabbra tekintünk, kiderül, hogy másutt viszont csillaggyárakat tartanak fent, és akár sok százmillió csillag születéséhez is hozzájárulhatnak.
