Melyik az univerzum legforróbb pontja?

Bár a Nap a legforróbb objektum a Naprendszerünkben, hőmérséklete számos más kozmikus égitesthez képest elhanyagolható. Melyik tehát a legforróbb hely az univerzumban?

“Szerintem a jó válasz egy szupermasszív fekete lyuk közelében van, különösen egy olyan esetében, amely gázzal táplálkozik”, mondta Daniel Palumbo, a Harvard Egyetem munkatársa a Live Science-nek. Hozzátette, hogy a táplálkozó fekete lyukak, amelyek hatalmas anyagsugarakat, amelyeket “nagyon közel a fénysebességhez” löknek ki, különösen forróak.

Eddig a világegyetem legforróbb helye a 3C273 kvazár, egy fényesen ragyogó régió egy szupermasszív fekete lyuk körül, amely nagyjából 2,4 milliárd fényévre van a Földtől, mondta Palumbo. Ennek a régiónak a maghőmérséklete körülbelül 10 trillió Celsius-fok a nyugat-virginiai Greenbank Obszervatórium szerint. Palumbo szerint ez azonban egyelőre csak becslés.

A fekete lyukak között van a jelölt?

A szupermasszív fekete lyukak rendkívül erősek, és a legtöbb, galaxis szívében megtalálhatók. A Sagittarius A*, a Tejútrendszer középpontjában lévő szupermasszív fekete lyuk tömege több milliószor nagyobb, mint a Napé. Mint minden fekete lyuknak, a 3C273 kvazárnak is olyan erős a gravitációs vonzása, hogy semmi, még a fény sem tud szabadulni belőle.

Míg ez az űrbéli szörnyeteg belülről fagyos, addig a körülötte kavargó gázgyűrű, az akkréciós korong ennek az ellenkezője. Ahogy a molekulákat nagy sebességgel beszippantja a fekete lyuk, az anyag ütközésekor keletkező súrlódás miatt akár több trillió Celsius-fokos hőmérséklet is felszabadulhat. Hogy ezt perspektívába helyezzük, a Nap felszínén 5500 Celsius-fok van. Ezek a hőmérsékletek csak akkor emelkednek, amikor a fekete lyuk intenzív mágneses mezeje a közeli anyag egy részét sugárzássá alakítja, amelyek több millió fényévnyire kilőhetnek az űrbe.

Vannak átmeneti jelenségek is, amelyek bőven túlszárnyalják ezt

Koushik Chatterjee, a Black Hole Initiative munkatársa szerint azonban a válasz arra a kérdésre, hogy hol van az univerzum legforróbb helye, attól is függ, hogy mikor tesszük fel a kérdést. Bár egyetért azzal, hogy a fekete lyukak valószínűleg a folyamatosan legforróbb helyek, bárhol, ahol “előfordulnak kataklizmikus események, ott lenne a legforróbb hely”.

Amikor két nagy égitest összeütközik, a keletkező robbanás rendkívül magas hőmérsékletet eredményezhet. Például két neutroncsillag egymásnak ütközése 800 milliárd Celsius-fokos hőmérsékletet is eredményezhet a Nature Physics folyóiratban 2019-ben megjelent tanulmány szerint. Egy neutroncsillaggal ütköző fekete lyuk szintén hihetetlenül magas hőmérsékletet tudna elérni, mondta Chatterjee. De mint egy villanás, ezek a kozmikus ütközések csak átmenetiek.

Azért is nehéz meghatározni az univerzum legforróbb helyét, mert “nagyon távoli objektumok hőmérsékletét nehéz tanulmányozni. Nem lehet egyszerűen hőmérővel mérni”, mondta Palumbo, és a fekete lyukak pontos hőmérsékletével kapcsolatban még mindig sok a bizonytalanság.

Ehelyett a tudósok a szupermasszív fekete lyukakból származó energiát mérik, amelyek fénysugarakat, rádióhullámokat és röntgensugarakat bocsátanak ki. A kutatók olyan modellek alapján tudják megbecsülni a hőmérsékletet, amelyek figyelembe veszik az e források által kibocsátott elektromágneses sugárzás hullámhosszát.

“A távcsöveinkkel nagyon távoli objektumokat vizsgálunk”, mondta Richard Kelley, a NASA napkutatással foglalkozó vezető tudósa a Live Science-nek. “Ez a fény egy érzékelőbe kerül, amely képes mérni a sugárzás energiáját vagy hullámhosszát, majd felépítünk egy spektrumot, és a spektrum elemzésével következtetünk a hőmérsékletre.”

Kelley szerint egy jövőbeli röntgenobszervatórium, az X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) segíteni fog a tudósoknak abban, hogy pontosabban mérjék a magas hőmérsékletű gázokat az űrben. A már fejlett eszközök további fejlesztésével a tudósok a 3C273-as kvazárnál is forróbb területeket találhatnak.

Azt hiszem, nagyon tisztességes lenne azt mondani, hogy jelen állás szerint a szupermasszív fekete lyukak körüli anyag hőmérsékletének megértéséhez rendelkezésre álló eszközeink korlátozottak, de gyorsan fejlődnek.

Érdemes elolvasni:

• Már ennyi ember is elég lenne egy marsi kolóniához
• Mekkora az esélye, hogy telibe talál minket egy méretes aszteroida?