Rendkívüli csillagvárosok
Az óriás spirálgalaxisoktól a két központi fekete lyukkal bíróig
A csillagok galaxisokba, csillagvárosokba tömörülnek, melyek három fő típusba sorolhatók: vannak spirális, elliptikus, illetve szabálytalan alakú csillagrendszerek. Megannyi galaxis pedig méltán nevezhető különlegesnek. Ismerkedjünk hát meg velük!
A spirálgalaxisok középpontjában szupernagytömegű fekete lyuk található, mely körül a galaxisok kidudorodnak. A központi régióból spirálkarok nyúlnak ki, ezekben található a csillagok és a csillagközi gáz nagy része, míg közöttük ritkásabban helyezkednek el a napok, illetve a gáz- és porködök. A galaxist pedig gömbszimmetrikus elrendezésű haló veszi körül: ezt a gömbhalmazok egy csoportja, valamint igen gyéren elhelyezkedő csillagok sokasága alkotja. Emellett szinte minden galaxis nagy mennyiségű sötét anyagot tartalmaz, ami egy rejtélyes anyag, mivel semmilyen elektromágneses sugárzást nem bocsát ki, így csillagászati távcsövekkel nem észlelhető, csak a fénylő anyagra gyakorolt gravitációs hatása bizonyítja a létezését. A Tejútrendszer is spirálgalaxis, átlagos tömeggel, fényességgel és átmérővel, ám az ún. szuperspirálisok akár hússzor nagyobb tömeget is elérnek, s emellett a fényességük, illetve a méretük is átlagon felüli, a legnagyobbak átmérője 450 ezer fényév, míg saját csillagvárosunk „mindössze” 100 ezer fényév átmérővel szerénykedik. Ráadásul míg a Nap és a környező csillagok 220 km/h-s sebességgel keringenek a Tejútrendszer középpontja körül, addig az óriás spirálgalaxisok csillagai akár 570 km/h-s keringési sebességet is elérhetnek. Miért forognak ennyire gyorsan a szuperspirálisok? Az elméleti számítások szerint azért, mert rendkívül nagy tömegű sötétanyag-felhőkbe (halókba) ágyazódnak, a legnagyobb sötétanyag-haló legalább 40 billió naptömegnyi, a hatalmas mennyiségű sötét anyag pedig felgyorsítja a forgási sebességet. Ugyanakkor ezek a gigászi galaxisok viszonylag kevés csillagot tartalmaznak. A pontos ok még ismeretlen, de talán a túl sok sötét anyag fogja vissza a csillagképződést.
Amúgy a leginkább elfogadott kozmológiai modell szerint a világegyetem őskorában a sötét anyag létfontosságú volt a galaxisok létrejöttéhez, nélküle az ősi gáznak nem lett volna akkora gravitációs ereje, hogy összeálljon, és leendő csillagvárosokat hozzon létre. Épp ezért lepte meg a kutatókat a sötét anyagot nem tartalmazó NGC 1052–DF2 és az NGC 1052–DF4 jelű galaxis felfedezése. A Hubble-űrtávcső segítségével az ausztráliai Új-Dél-walesi Egyetem csillagásza, Mireia Montes által vezetett nemzetközi tudóscsapat arra a következtetésre jutott, hogy a tőlünk 40 millió fényévre lévő NGC 1052–DF4-et árapály-katasztrófa sújtja: a szomszédos hatalmas NGC 1035 kódjelű galaxis gravitációja szétszakítja a kisebbik csillagvárost. Előbb a kisebb koncentrációjú sötét anyagot szakította ki belőle, most pedig már a galaxis szélén elhelyezkedő csillagokat kezdi magába szippantani. A szétszakítást jelzik az árapálycsóvák, melyekben anyag áramlik ki az NGC 1052–DF4-ből, ugyanezt igazolja az utóbbi gömbhalmazainak az eloszlása is, idővel pedig az NGC 1035 teljesen fel fogja falni galaxisszomszédját. Emellett további, sötét anyagot nem tartalmazó csillagvárosokra is bukkantak, melyekből más galaxisok szívták ki a sötét anyagot, ám ezek a csillagrendszerek fiatalok és rövid életűek, míg az NGC 1052–DF2 és az NGC 1052–DF4 stabil és öreg. Így az amerikai Yale Egyetem fizikusa és asztrofizikusa, Pieter van Dokkum által vezetett kutatócsapat galaxisok ütközésével magyarázza, miért nincs sötét anyag az NGC 1052–DF2-ben és az NGC 1052–DF4-ben. Elméletük szerint 8 milliárd évvel ezelőtt galaxisok nagy sebességű frontális ütközése során a csillagok és a sötét anyag elúsztak egymás mellett, a csillagközi gáz- és porfelhők viszont ütköztek egymással, majd lelassultak, összesűrűsödtek, s így alakult ki az említett két galaxis. Montes szerint viszont a feltevést még nem támasztják alá számítógépes szimulációs vizsgálatok eredményei.
Ugyancsak különös a tőlünk 120 millió fényévre található NGC 2276 jelzésű spirálgalaxis. Egyik oldalán a spirálkarok messzebbre nyúlnak ki a térbe, mint a másikon, így a csillagrendszer aszimmetrikus alakúra torzult. Ezt pedig a közeli NGC 2300 kódnevű elliptikus galaxis tömegvonzása idézte elő, mely maga felé húzta az NGC 2276 egyik oldalát, s ezért az eltávolodott a csillagváros központjától. Hasonló a helyzet a 115 millió fényévre eső NGC 772 spirálgalaxissal, melynek külső spirálkarja sokkal vastagabb és hosszabb a többinél. Miért? A csillagvárosnak több kísérőgalaxisa van, melyek közül az egyik legközelebbi az NGC 770 elliptikus törpegalaxis, mely gravitációs erejével megnagyobbította az NGC 772 külső karját. Az elliptikus galaxis magja különben ellentétes irányban forog, mint a külső részei, amire még nincs magyarázat. Az NGC 7727 jelzésű csillagváros központjában pedig két szupermasszív fekete lyukat fedeztek fel. Miként lehet két központi fekete lyuka? Úgy, hogy két galaxis lassú összeolvadása során alakult ki, a két szupernagytömegű fekete lyuk pedig 250 millió év múlva egyetlen, óriási szupermasszív fekete lyukká egyesül. A Tejútrendszerre is hasonló sors vár, 4 milliárd év múlva összeolvad a most még 2,5 millió fényévre lévő, ám közeledő szomszédos Androméda spirálgalaxissal, s egyetlen hatalmas csillagvárossá egyesül vele.
Lajos Mihály
