PTES petitioning the empty sky

www.francsicslaszlo.hu

A Centaurus "A" rádiógalaxis

 
  • objektumadatok:
  • -------------------
  • Centaurus csillagkép
  • típus: extragalaxis
  • látszólagos fényesség: 6,8 mag
  • kiterjedés: 25'x20'

A jelenségről

 

A déli égbolt egyik legelképesztőbb extragalaktikus teremtménye a Centaurus "A" rádiógalaxis. És nem csak rádiójelek érkeznek belőle hozzánk, hanem még a megjelenése is igazán egyedi. Érdemes megismerkedni vele közelebbről is, legalábbis én ezt tettem egy ausztráliai robottávcső segítségével.

  • képadatok:
  • -------------
  • 510/2280 Corrected Dall-Khirkam
  • FLI-PL6303E CCD
  • 8x180 sec Luminance
  • 3x360 sec RGB
  • 2x600 sec H-alfa
  • 2x600 sec OIII
  • Siding Spring, Ausztrália
  • ---------------
  • A felvétel az Itelescope hálózat távcsövével készült

kapcsolódó képek

 
 
 
A centaurusA

A Centaurus "A" rádiógalaxis

 

Ha a Centaurus „A”-ra pillantunk - tehetjük ezt a déli féltekéről kisebb távcsővel, de akár szabad szemmel is -, egy nem szokványos objektum fénye érkezik a szemünkbe. Persze, mi az ami a csillagászatban szokványosnak tekinthető… Vagy minden, vagy semmi. De a Centaurus „A” biztos nem. Ugyanis, ha szemünk nem csupán látna, de a rádiójeleket is fogni tudná, bizony hallanánk hogy messze odaát valami különös folyamat zajlik éppen.

Rádiótávcső szemeket először 1949-ben fordítottak az NGC 5128 felé (ez a különös objektumunk katalógusszáma), és korai rádiócsillagászok azt találták, hogy a Centaur csillagképben ez a legfényesebb, mondhatnánk leghangosabb rádióforrás. S miután e különös jelenség nem a Tejútban található ködösség, ahogyan azt Jamie Dunlop skót csillagász a felfedezése (1826) után a kor tudósai leírták, hanem extragalaktikus szerzet, csak idő kérdése volt, hogy kiderüljön, hogy a Centaurus „A” a legközelebb eső és leghangosabb rádióforrás a Tejúton túli világban. A rádiójelek a galaxis középpontjából két irányba kinyúló lebenyekből érkeznek.


 

A Centaurus "A", mint pekuliáris galaxis

 

Az NGC 5128 egy részben lentikuláris galaxis, amely latin kifejezés a galaxis alakjára utal, és azt jelenti, hogy lencseszerű. Az ilyen típusú csillagvárosok többnyire átmenetet képeznek a spirális és az elliptikus galaxisok között, amely átmenet részben megmagyarázza a Centaurus „A” morfológiáját. Az alanyunk ugyanis nem egy egyszerű átalakulási folyamaton esik át. Ha figyelmesen megvizsgáljuk a felépítését, azt találjuk, hogy egyenletes csillagmezeje az elliptikus galaxisokra jellemző, gyűrűszerű, torzult, vékony porsávja pedig a spirálgalaxisok ékessége lehetne. Éppen ez a porsáv adott okot Halton Arpnak arra, hogy a Centaurus „A”-t felvegye a pekuliáris, azaz különleges galaxisok atlaszába. A morfológiai kettősségnek pedig az a magyarázata, hogy a különc ebben a kozmikus időszakban egy „kettőazegyben” galaxis, ahogy egy 3 Tejút tömegű elliptikus csillagváros egy spirális törpegalaxist olvaszt magába. A 300 millió éve elkezdődött interakció során a törpegalaxis por anyaga körbetekeredett a nagyobbik galaxiskomponens tömegközéppontja körül, így alakult ki a jellegzetes porsáv. Eközben a porsávban heves csillagkeletkezés zajlott le, így fiatal csillaghalmazok sokasága látszódik a pereme mentén, HII zónákkal, azaz csillagkeletkezési régiókkal szegélyezve.


   

A Centaurus "A", mint rádiógalaxis

 

Természtesen a galaxisokat nem csak morfológiájuk, hanem egyéb más tulajdonságaik alapján is lehet osztályozni, és a különböző osztályozási típusok között, mint egyszeri laikus érdeklődő, el lehet veszni. Tehát a Centaurus „A” pekuliáris galaxis, mivel két különböző galaxis összeolvadásának szokatlan pillanatképét látjuk. De mivel emellett aktív galaxismaggal is rendelkezik, ami a rádió és más későbbiekben tárgyalt jelenségnek a forrása, a Seyfert 2 típusú csillagvárosok közé is sorolják. Azonban a Centaurus „A”-nak, mint rádióforrásnak egy harmadik, a rádiógalaxisok rádióforrásainak karakterisztikáját osztályozó besorolásban is helye van, mégpedig a Fanaroff-Riley Class I "low-luminosity" azaz Fanaroff-Riley I osztályú "alacsony fényességű" csoportba sorolják. Bár ez nagyon érdekes téma, viszont az asztrofotóm nem mutatja a galaxis rádióforrásainak szerkezetét, ezért nem tartom fontosnak, hogy ezt az irányvonalat tovább feszegessük, helyette derítsük ki, mi az, amit látunk.


 

  A központi fekete lyuk

Az összeolvadás során nem csak új csillagok születtek a belső egyensúlyát elvesztő porfelhőkomplexumban, hanem csillagközi anyag is jutott az elliptikus galaxiskomponens központi, szupermasszív fekete lyukának környezetébe. A 50-100 millió Nap-tömegű szörnyeteg relativisztikus jetet, azaz közel fénysebességű anyagsugarat lövell ki forgástengelye mentén, miközben a környezetébe érkező csillagközi anyag nagy részét elnyeli. Más szavakkal kifejezve: aktív a galaxis magja.

Itt álljunk meg egy pillanatra, mert van mit megértenünk a fekete-lyuk, a jet és a relativitás kapcsolatáról. A jet (ejtsd: dzset) egy ritka, de nagy energiájú részecskenyaláb, ami igen kollimált is, azaz csak nagyon kis szögben szóródik, lézersugárszerűen nagy távolságban is együtt maradnak a részecskéi. Tehát a jet nem fényjelenség, hanem fényt kibocsátó anyagsugár. Attól relativisztikus, hogy rendkívül nagy a sugárban résztvevő részecskék energiája, azaz a sebessége. Ez a sebesség pedig földi nézőpontból „összemérhető” a fénysebességgel. Természetesen a fénysebességgel nem lehet összemérni semmit, de egy bizonyos sebesség skálán azt mondhatjuk, hogy a sugár részecskéi elérhetik a fény sebességének 99,9%-át is.

Kozmikus léptékskálán szemlélődve azt gondolhatnánk, hogy a sugárnyaláb a fekete lyuk belsejéből szabadul ki. Azonban ez nem lehetséges, ugyanis a fekete lyuk eseményhorizontja mögül semmi sem jön visszafelé. A részecskenyaláb a fekete lyuk környezetében jön létre, méghozzá a fekete lyuk felé hulló anyagnak egy szinte elhanyagolható részéből. A fekete lyuk mágneses terének, a behullás spirális mechanizmusának köszönhetően kozmikus viszonylatban igen csekély, csupán néhány Jupiter-tömegnyi részecske szökik el a fekete lyuk forgástengelye mentén a behullás elől. Csakhogy az arányokat értsük, képzeljük el, hogy egy 50-100 millió Nap-tömegnyi égitest környezetében egy galaxis átmérőjével összemérhető jet tömege csak néhány Jupiterének felel meg! Természetesen a jet más anyagfoszlányokat is magával sodorhat, aminek az össztömege már jóval meghaladhatja egy óriásbolygóét.

A jetben lévő részecskék rendkívüli kollimációjának oka eddig nem tisztázott. Azonban nem csak az anyagsugár kollimált, hanem annak fénye is. A fekete lyuk mágneses terében relativisztikus sebességgel mozgó részecskék irányváltoztatáskor, vagyis gyorsulás közben úgynevezett szinkrotron sugárzást bocsátanak ki, a fekete lyuk mágneses mezőjének felépítéséből adódóan szintén a forgástengellyel párhuzamosan. A szinkrotron sugárzás rendkívül fényes, spektruma a mikrohullámútól a röntgensugárzásig terjedhet, tehát látható tartományban is érzékelhető.

Érdekes módon a Centaurus „A” esetében első ránézésre mégsem látunk semmit. Ennek elsődleges oka, hogy nem „jó” spektrumtartományban vizsgálódunk, látható tartományban halvány a jet, rádió ás röntgentartományban már rendkívül fényes. Másrészt éppen az anyagsugár irányára merőlegesen nézünk, tehát az anyagsugárral párhuzamos szinkrotron sugárzás csupán kis részét érzékelhetnénk, azt is eltakarja előlünk a Centaurus „A” csodálatosan szép porfelhő-sávja. Tehát látható tartományban csekély esély van a jet detektálására, mégsem lehetetlen a nyomára bukkanni, csak jó helyen kell keresni!
A plazma, amit az anyagsugár kisodort, a galaxismagtól hatalmas, 33.000 fényévnyi távolságra eléggé lehűl ahhoz, hogy az atommagok rekombinálódjanak az elektronjaikkal, ami során emissziós sugárzás keletkezik. Ezt sugárzást a jól megszokott H-alfa és OIII spektrumtartományokban könnyen detektálhatjuk, mi amatőrcsillagászok is. A jelenség a felvételen halványan derengő vöröses-zöldes gázfilamentként tűnik fel.

Természetesen jet utófénylése rádiótartományban a legerősebb, és a legkiterjedtebb is. A galaxis centrumától számított akár egymillió fényévnyi távolságból induló rádiójelek is elérhetik a Földet és a rádiótávcsöveket. Ezért tudnak a csillagászok feltűnően hangos rádióadást fogni 10 millió fényév távolságból, ami azért valljuk be, nincs közel.