Rádiócsillagászattal viszonylag kevesen foglalkoznak hazánkban, kutatási programjaik viszont annál érdekesebbek. Ilyen az aktív galaxismagok vizsgálata, amiről rovatunkban korábban már volt szó, most azonban nem a neutrínókból, hanem a rádiótávcsövek adataiból kiolvasott eredményekről lesz szó. Ennek a témának szakértője Perger Krisztina, a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet fiatal kutatója, aki a felhasznált eszközökről és módszerekről is mesélt. Beszélgetésünkből nem maradhatott ki Galaxisunk – szerencsére – kevésbé aktív magja sem, melyről nemrégiben rádiócsillagászati úton sikerült felvételt készíteni.
– Szinte minden csillagász onnan eredezteti a pályafutását, hogy gyerekkorában elvarázsolta őt a csillagos égbolt látványa. Önnél is így kezdődött? És hogyan lett ebből rádiócsillagászat?
– Egy kis faluban, Beleden nőttem fel, úgyhogy a csillagos ég látványa tényleg megvolt. Gyönyörűen látszott a Tejút meg a halványabb csillagok is. Akkor határoztam el, hogy csillagász leszek, amikor bejöttek az ismeretterjesztő tévécsatornák, és sok érdekes csillagászati filmet láthattam. Mesterszakos koromig nem tudtam, hogy konkrétan mivel szeretnék foglalkozni, csak azt, hogy mindenképpen fekete lyukakat érintő kérdéskörrel. Aztán az egyik barátnőm révén találkoztam Frey Sándor rádiócsillagásszal, aki később az egyik témavezetőm lett. Ő javasolta az aktív galaxismagok (angol rövidítéssel AGN-ek) kutatását, ami sokkal izgalmasabbnak bizonyult, mint korábban képzeltem. Elmesélte azt is, milyen érdekes rádiónyalábokat bocsátanak ki, hogyan kell azokat észlelni és hogyan lesz a mérésből tudomány.
– És hogyan? Azért is kérdezem, mert a rádiócsillagászok tevékenysége nem annyira közismert a nagyközönség körében, mint azoké, akik a látható tartományban dolgoznak.
– Talán nem meglepő, hogy a rádiócsillagászati kutatásokhoz rádiótávcsőre van szükség. Egyetlen ilyen eszköz azonban nem elég, legalábbis nem minden feladatnál, mert korlátozott mérete miatt csak kis felbontásra képes, ezért hálózatba kapcsolva használjuk őket. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy fizikailag is össze vannak kötve, sőt egymástól akár több ezer kilométerre is lehetnek. A végeredmény olyan lesz, mintha egyetlen hatalmas, összefüggő rádióteleszkópot használtunk volna, tehát sokkal jobb szögfelbontást érhetünk el. Az első körben kapott mérési adatok azonban még nagyon nyersek, mivel az egyes távcsövek méréseinek összefűzött verziója jut el hozzánk, amit kalibrálni kell, mert a különböző paraméterekkel rendelkező távcsövek közötti különbségeket ki kell egyenlíteni. Utána kezdjük a tudományos feldolgozást, melynek eredményeképpen kapjuk meg azokat az adatokat, amelyekből ki lehet olvasni, milyen sugárzás érkezett, mekkora a forrás fényessége, milyen a szerkezete stb.
– Milyen rádiótávcső-rendszereket használnak?
– Magyarországon nincs csillagászati rádiótávcső, de pályázatok révén hozzáférünk a legnagyobb rendszerekhez is. Leggyakrabban az Európai VLBI Hálózattal dolgozunk, amelyben azonban vannak ázsiai és afrikai telepítésű távcsövek is. A rövidítés a nagyon hosszú bázisvonalú interferometria angol betűszava. Van egy picit jobb, az Event Horizon Telescope, az EHT, amelyről sokat hallhattunk mostanában a Galaxisunk központi fekete lyukáról készült felvétel kapcsán (lásd 2022/21. lapszámunkat – A szerk.). Az EHT-ben a Déli-sarkvidéken is van egy rádiótávcső, az antennák egy része viszont éppen az európai hálózatból való. Vannak másféle hálózatok is, melyek bázisvonala, vagyis a két távcső közötti távolsága kisebb, de jobb érzékenységet tud elérni. Ilyen az amerikai VLBA, amelynek az összes távcsöve teljesen egyforma, így az adataik kezelése is sokkal egyszerűbb.
– Mitől aktívak az aktív galaxismagok és miért fontos a megfigyelésük a tudomány számára?
– Azt gondoljuk, hogy a legtöbb galaxis középpontja szupermasszív, szupernagy tömegű fekete lyukat rejt, s ezek között akár több milliárd naptömegűek is lehetnek. Közismert, hogy a fekete lyukak elnyelnek mindent, ami túl közel merészkedik hozzájuk. A befogott anyag szép lassan bespirálozik a fekete lyukba, de a keringő részecskék egy része igen hatékonyan átalakul sugárzássá, így produkálnak hatalmas kitöréseket. Ha nincs ez az aktivitás, nem is nagyon lehet észrevenni a fekete lyuk létét.
Az egyik legérdekesebb elképzelés szerint létezik AGN-aktivitási ciklus, mely csillagok keletkezését gerjeszti a galaxismag környékén található csillagközi anyagban. Ez számunkra azért fontos, mert a nagy tömegű csillagokban jönnek létre azok az elemek, amelyek lényegében az élethez szükségesek.
– Ön 2018-ban díjat nyert lapunk doktoranduszi cikkpályázatán. Hol tart azóta a kutatásaiban?
– Most egy OTKA-pályázat keretében a legtávolabbi ilyen aktív galaxismagok sugárzását, fejlődését vizsgáljuk. Ez lényegében folytatása a doktori témámnak. Akkor egy korábbi rádiófelmérés alapján feldolgoztam néhány ezer rádiótérképet, illetve megnéztem, hogyha azokat átlagolom, akkor mit láthatok. A rádiótávcső-hálózat ugyanaz, de most egy kicsit más frekvenciasávban végezték el a felmérést. A két méréssorozat között eltelt 25-30 év, így azt is figyelem, történt-e valami változás.
– Van-e különbség a távolabbi, tehát régebb óta létező aktív galaxismagok sugárzása és a közeli, vagyis fiatalabb galaxismagok sugárzásának szerkezete, tulajdonságai között?
– A spirálgalaxisok magja jellemzően kevésbé erősen rádiósugárzó, az elliptikus galaxisoknál sokkal nagyobb lehet a kisugárzás teljesítménye. A közeli galaxisoknál a jelenlegi technikai lehetőségeinkkel jól lehet mérni az aktivitási jelenségeket. A távolabbi, tehát az Univerzum életének korábbi szakaszából származó ilyen jellegű sugárzások – érthető okokból – nehezebben vagy egyáltalán nem észlelhetők. Ezért nehéz megállapítani, hogy vannak-e szisztematikus különbségek, mert sokkal kevesebbet látunk az utóbbiakból. Ráadásul a távoli galaxisoknál sokszor csak egy kompakt valamit mutatnak a felvételek, aminek az is lehet az oka, hogy nagyon fiatal állapotukban látjuk őket és nem volt idejük szépen kifejlődni, nyalábformát felvenni. De alapvetően nincs igazán nagy különbség, legalábbis nem találtunk még ilyet.
– Néhány hete jelentették be, hogy rádiócsillagászati úton sikerült felvételt készíteni a Galaxisunk központjában elhelyezkedő fekete lyukról. Nem hagyhatjuk ki a kérdést: mi a helyzet annak aktivitásával?
– A Galaxisunk középpontjában egy 4 millió naptömegű objektum van, ami a szupernagy tömegű fekete lyukaknál a méretskála alján van. Most nem igazán aktív, de a Fermi-űrtávcsővel megfigyeltek egy gamma-sugárzó buborékot, melynek határai a Tejútrendszer síkjára merőlegesen, mintegy ötvenezer fényévig megfigyelhetők. Ez arra utal, hogy Galaxisunkban is volt valamikor a középpontban olyan csillagközi anyag, amelyet a fekete lyuk magába tudott szívni. Ennek is voltak rádiónyalábjai, amelyek több ezer fényévnyi méretűvé is kifejlődhettek. Elhagyták a Tejútrendszer síkját és a körülötte lévő anyagban burokszerűen felhevítették a csillagközi anyagot. Maga a rádiósugárzó plazmanyaláb ma már nem létezik, mert elfogyott az utánpótlás, de röntgentartományban még van valami nyoma. Az EHT-csoport által nemrégiben közzétett rádiótérkép alapján Galaxisunk központi fekete lyukának forgástengelye nagy valószínűséggel irányunkba mutat, így a kiterjedt rádiónyalábok hiánya talán annyira nem is aggasztó.
Trupka Zoltán
