Az alábbi kis cikkben sorra vesszük, hogy hogyan kell távcsőbe nézni néhány látási problémával bíró amatőrcsillagásznak, távcsöves bemutatón résztvevő laikus érdeklődőnek.

Rövid- és távollátók. Az ilyen problémával bírók egyszerűen vegyék le a szemüvegüket távcsőbe nézés előtt, és állítsák a saját szemükhöz élesre az okulárt. A fókusztávolság állításával ugyanis egyszerűen korrigálják a szemük hibáit. A szemüveg fenntartása azt eredményezné, hogy a szemünket nem tudjuk elég közel tenni az okulárhoz, és nem tudunk elég mélyen belenézni (szemüket sem a normál látóknak, sem a  szemüvegeseknek nem kell beleerőszakolni az okulárba: van egy kényelmes betekintési távolság, azt kell próbálgatással megtalálni). Ha esetleg távcsöves bemutatón vagy nagyobb észlelési alkalmon vagyunk, az utánunk következő majd a maga szeméhez igazítja az okulárt, emiatt elnézést sem kell kérni.

VCSE - A Dioptrx segédeszköz feltétele Tele Vue okulárokra, asztigtmatizmusban szenvedőknek- Forrás: Tele Vue Optics
VCSE – A Dioptrx segédeszköz feltétele Tele Vue okulárokra, asztigtmatizmusban szenvedőknek. A feltét után a megfelelő irányba kell forgatni a korrektort, és azután lehet a távcsővel együtt használni az okulárt. – Forrás: Tele Vue Optics

Asztigmatizmus, magyarul szemtengelyferdülés – bár az orvosok ezt a magyar kifejezést nem szeretik. Általában az emberi szemben lévő ún. szemlencse szabálytalan görbülete okozza. Ha kialakul, úgy a szemünk sosem lát élesen, a kép mindig elmosódott, homályos. Gyógyítása speciális szemüveggel vagy kontaktlencsével történik. Az asztigmatizmussal élőknek nincs olyan egyszerű megoldásuk a távcsőbe nézésre, mint a rövid- vagy távollátóknak. Az asztigmatizmussal élőnek egy extra eszközt kell beszereznie a távcsőbe pillantáshoz. A Tele Vue Optics cég Dioptrx terméke erre a probléma kínál megoldást. Ez egy feltét, amit az okulárra kell helyezni, miután annak legfelső részét lecsavaroztuk. Sajnos, csak a Tele Vue által gyártott okulárokra megy fel (és azok közül se mindegyikre). A szemész által adott asztigmatizmus-értékeknek megfelelően kell kiválasztani a Dioptrx-korrektort. A válaszható elemek listája itt elérhető.

Ha az asztigmatizmus rövid- vagy távollátással jár, akkor is segíthet ez az eszköz. Ha valaki tud arról, hogy más cég is gyárt okulárjaihoz ilyen kiegészítőt, akkor kérjük, juttassa el az információt a vcse@vcse.hu e-mail címre, hogy cikkünket kiegészíthessük. Érdemes a távcsőforgalmazókat is megkeresni, ők naprakész információkkal szolgálhatnak a legújabb termékekről.

A presbyopia, vagy magyarul öregszeműség a 40-45 év feletti korosztályt sújtja. Ez egyszerűen a szem teljesen normális öregedése. Azt jelenti, hogy a szem egyre nehezebben fókuszál, mert a szemlencse egyre többet veszít a rugalmasságából, ahogy egyre idősebbek leszünk e kor felett.  Emiatt közelre az e korosztály felettiek egyre rosszabbul látnak. Ez a távolbalátást nem korlátozza, autóvezetési képességeket nem érint, leginkább csak az “olvasószemüveg” használatában nyilvánul meg. Ugyanis az öregszeműek közelre nehezen fókuszálnak, ezért pl. a kézben tartott könyvet nehezen olvassák olvasószemüveg nélkül. Az öregszeműség nem tűnik problémásnak az amatőrcsillagászati megfigyelésekben, legfeljebb az lesz kényelmetlen egy idő után, hogy a távcsőben látott kép éles szemüveg nélkül is, de a kézben tartott csillagtérképhez fel kell tenni a szemüveget. Hideg téli éjszakákon ez kellemetlen lehet.

VCSE - Vizszintes tengelyen az ember életkora, függőlegesen az átlagos pupillaátmérője. Természetesen egyes emberek a feltüntetett értékeknél kisebb vagy nagyobb értékekkel is bírhatnak, ezek csak az átlagok egy adott életkorban. Az üres körök a nappali világossághoz, a sötét, kitöltött körök az éjszakai sötéthez alkalmazkodott átlagos pupillaátmérők. - R. A. Weale, The senescence of human vision, Oxford University Press
VCSE – Vízszintes tengelyen az ember életkora, függőlegesen az átlagos pupillaátmérője. Természetesen egyes emberek a feltüntetett értékeknél kisebb vagy nagyobb értékekkel is bírhatnak, ezek csak az átlagok egy adott életkorban. Az üres körök a nappali világossághoz, a sötét, kitöltött körök az éjszakai sötéthez alkalmazkodott átlagos pupillaátmérők. – R. A. Weale, The senescence of human vision, Oxford University Press

A fenti ábrán pedig az emberi életkor függvényében az átlagos pupillaátmérő látható. Az öregedés egyik hatása, hogy a pupillaátmérőnk csökken. Ennek komoly befolyása van mind a szabadszemes határmagnitúdóra. Könnyen megbecsülhető a

egyenlettel, hogy egy fiatal tizenéves kb. D=7,8 mm-es átlagos pupillaátmérőjével 0,97 magnitúdóval halványabb csillagokat is meglát, mint egy 70-80 éves észlelő szabad szemmel az égen!

A távcsövek kilépő pupillaméretét a

egyenlettel lehet megmondani, ahol P a kilépő pupilla mérete, D a távcsőobjektív szabad nyílásának (legtöbbször a távcsőobjektív átmérőjének) a mérete, N a távcső nagyítása. Amennyiben a kilépő pupilla mérete kisebb, mint a saját szemünk pupillájáé, akkor az összes fény a szemünkbe jut, és minden, a távcső által összegyűjtött fényt hasznosítunk. Ha azonban a kilépő pupilla mérete nagyobb a szemünkénél, akkor a fény egy része nem jut a retinánkra, vagyis fényt veszítünk. Példák:

Egy 100 mm-es szabad nyílású távcső nagyítása 25x-ös egy 40 mm fókuszú okulárral, és 100x-os egy 10 mm-es fókuszú okulárral. Első esetben a kilépő pupilla mérete 4 mm, a másodikban 1 mm. Mindkét esetben várható tehát, hogy még idősebb észlelők esetében is az összes fény a szemünkbe jut, amit a távcső gyűjt.

Egy 7×50-es jelzésű  binokulár 7x-es nagyítású, 50 mm objektívátmérőjű, ahogy a jelzete is mutatja. A kilépő pupilla mérete tehát 7,14 mm, vagyis a fentiek alapján csak a tizenévesek tudják az ilyen binokulár gyűjtötte összes fényt hasznosítani! E binokulárnak tehát nem a határmagnitúdója, hanem a látómezeje és a könnyű használhatósága a lényegesebb idősebb korban.

A szem érzékenysége nappal és éjjel, sötétadaptáció. Az emberi szem érzékenysége eltérő nappal és éjjel. Ezen felül tudnivaló, hogy bizonyos fényességérték alatt az emberi szem színérzékelése “nem kapcsol be”, vagyis mindent fekete-fehérben látunk (ld. az utolsó ábrát). Ha a szabad szemmel látott objektum, pl. meteor vagy csillag, vagy a távcsőben látott égitest halvány, akkor nem láttunk rajta színeket. Ha az objektum fényesebb (pl. bolygó, vagy a távcső kellőképpen nagyobb), akkor előtűnhetnek színek. Kb. nulla magnitúdónál fényesebb meteorokat már láthatunk színesnek (egyes jó szeműek akár 1 magnitúdóst is), a halványabbak fehéresek maradnak. Pl. az Orion-köd zöldesnek tűnhet már 15 cm-es távcsőtől felfelé (sőt, már 10 cm-es MC-ben is zöldesnek láttam egyes részeit nagyon jó égen) , de 5 cm-esben fehéres-szürkésnek látszik. Az M27 is derenghet halványzölden már egy 46 cm-esben, miközben egy 13 cm-esben továbbra is csak fehéres gomolyag.

VCSE – Az emberi szem érzékenysége különböző hullámhosszakon nappal. A három csúcs az emberi szemben található háromféle csap eegymástól elérő érzékenységi maximuma miatt van. – http://www.faculty.virginia.edu/ASTR5110/lectures/humaneye/humaneye.html

A fenti ábra pedig az emberi szem érzékenységét mutatja különböző hullámhosszakon – nappali látásmód esetén. Megjegyzendő, hogy ez is csak az átlagos érzékenységet mutatja. Egyesek akár 1 mikrométerig is elláthatnak, mások lefelé 310 nanométerig, de ez rendkívül ritka. A legtöbb embernek 750 nanométer, illetve 360-380 nanométer között véget ér a spektrum.

VCSE – A háromféle színérzékelő csap (angolul: cone) és a pálcikák (angolul: rod) érzékenysége a beeső fény hullámhosszának függvényében. A skálán nincsenek az egyes csapok és a pálcikák érzékenysége egymáshoz skálázva, a valóságban a görbék lejjebb-feljebb mennek – az illusztráció célja a normalizált spektrális érzékenység bemutatása. Jól látható, hogy a pálcikák (rod) rövidebb hullámhosszú fényre érzékenyebbek, mint a csapok (cone) átlaga. Forrás: https://opentextbc.ca/biology/wp-content/uploads/sites/96/2015/03/Figure_36_05_06.jpg

Éjszaka rövidebb hullámhosszakra érzékenyebb az emberi szem, mint nappal. Míg az érzékenység maximuma kb. 555 nanométernél van nappal, addig az éjszakai módban csak 507 nm-nél. Ez azért kellemetlen kissé, mert a csillagközi ködök inkább a hidrogén-alfa 656 nm-es vonalán szeretnek sugározni, és ettől távolabb kerül éjjel a szemünk érzékenységi maximuma éjjel. A planetáris ködök szintén erősen sugároznak hidrogén-alfában, de a kétszeresen ionizált oxigén tiltott [OIII] vonalán is, ami viszont 500 nm körüli hullámhosszal sugároz – ehhez a vonalhoz viszont közelebb kerül az emberi szem érzékenységi maximuma éjjel. Ezek és más ködök is az [OIII] mellett ugyancsak sugároznak hidrogén-bétában is, amelynek hullámhossza 486 nanométer – ezt is jobban látjuk éjszaka. Az éjszakai látásmódért a pálcikák felelősek.

VCSE – A nappali (day vision) és éjszakai (night vision) látásmód érzékenységi különbsége (valós, nem normalizált). Éjszaka halványabb objektumokat is láthatunk (szerencsére), de csak fekete-fehérben. Azt is jól mutatja az ábra, hogy éjszaka kevésbbé vagyunk érzékenyek a vörös fényre – ezért szorgalmazzuk a gyenge, vörös fényű észlelőlámpa használatát! – Forrás: http://www.nightvisionreport.com/glasses-for-night-driving/

Az alábbi ábra azt mutatja be, hogy a csapok és a pálcikák milyen ütemben adaptálódnak a kismennyiségű fényhez (vagyis az égen látotthoz). Ezt a folyamatot nevezik sötétadaptációnak:

VCSE – A csapok (cones, zölddel) és a pálcikák (rodes, pirossal) érzékenységi küszöbének változása a sötétben eltöltött idő függvényében. Az érzékenységi küszöb azt jelenti, hogy milyen fénymennyiséget érzékelnek még a csapok és a pálcikák. Látható, hogy a csapok érzékenységi küszöbe jóval magasabban van a pálcikáknál: a színek látásához több fényre van szükség. A pálcikák lassabban érik el küszöbszintjüket a sötétben. Jól láthatóan legalább 20 percig tart az ún. sötétadaptáció, vagyis az a folyamat, amíg sötétben tartózkodva szemünk “hozzászokik” a sötéthez, a kevés fényhez. – Forrás: https://www.visualexpert.com/Resources/nightvision.html

A fenti ábráról bárki leolvashatja, hogy a sötétadaptáció legalább 20 percet vesz igénybe éjszaka. Ezért nem jó sokat vakuzni, lámpát felkapcsolni, autólámpát üzemeltetni stb. egy észlelőréten stb. helyen, mert míg egy asztrofotósnak legfeljebb egy darab 5-10 perces képe megy veszendőbe (ennél hosszabbat ritkán lőnek), addig a vizuális észlelők legalább harmad órát elvesztenek! Ha egy éjszaka ez többször ismétlődik, akkor egy kora nyári 5 órás éjszakából akár 1 óra (20% idő) is veszendőbe mehet. Megéri?

2019. június 22-én, magyar idő szerint délelőtt készült képeken egy 2019 MO-nak elkeresztelt, gyorsan mozgó objektumot fedeztek fel. Az észlelések Hawaii-ról készültek, ott tehát éjjel volt. A felfedezés a Pan-STARRS2 1,8 méteres Ritchey-Chrétien távcsővével, illetve az ATLAS 0,5 m-es reflektorával történt. Abszolút fényessége mindössze 29,3 magnitúdó volt, ami alapján mérete 3-4 méteresre tehető.

Az objektum a Karib-tenger térségében csapódott be, miután meteorként húzott át a légkörön. Így a 2019 MO egy meteoroidnak tekinthető (bár mérete meghaladja az IAU által a meteoroidok-kisbolygók közt megállapított 1 méteres határt). A becsapódás június 22-én, magyar idő szerint a késő esti órákban történt. Nappal készült műholdas felvételeken látszik is a nyoma. Ez a negyedik ismert eset, amikor a becsapódás előtt még a világűrben felfedezték a neküönk ütköző égitestet.

A becsapódást a GOES-16 műhold észlelte, képét itt mutatjuk be:

VCSE - A GEOS-16 műhold felvétele a becsapódás fényéről (fehér folt). A kép tetején Haiti, Dominika, illetve Puerto Rico szigete van berajzolva. - Spiegel Online
VCSE – A GOES-16 műhold felvétele a becsapódás fényéről (fehér folt). A kép tetején Haiti, Dominika, illetve Puerto Rico szigete van berajzolva. A képen a nyom feltehetően szaturálódott, azért terjed ki ennyire (vagyis műszereffektusnak gondolható, a valóságban kisebb lehetett) – Spiegel Online

 

VCSE - A Föld, a 2019 MO pályája (fehér), és a Föld pályája (kék). Forrás: JPL, wikipedia
VCSE – A Föld, a 2019 MO pályája (fehér), és a Föld pályája (kék). Forrás: JPL, wikipedia

Az ATLAS felfedezése után a Pan-STARRS2 is elkezdte észlelni, és két órával később bizonyossá vált a nagyon hamar történő becsapódás.

VCSE - A 2019 MO pályája, az infrahang és radardetektálások helye. - Forrás: University of Hawaii
VCSE – A 2019 MO pályája, az infrahang és radardetektálások helye. – Forrás: University of Hawaii

A 2019 MO mozgása 3:1 arányú rezonanciában volt a Jupiterrel, és talán Alinda-típusú kisbolygók közé tartozott. Ezek fél nagytengelye 2,5 CSE körüli, az excentricitás 0,4 és 0,65 közötti. (Az excentrikus pálya miatt keresztezhetik ezek a földpályát.) A névadó (887) Alindát Max Wolf fedezte fel 1918-ban.

Becsapódásuk előtt korábban a 2008 TC3, 2014 AA és 2018 LA kisbolygókat (inkább meteoroidokat) figyelték meg.

Forrás: IAU CBET 4638 (2019. jún. 28.) és Spiegel Online, wikipedia, University of Hawaii

VCSE - A Leo-triplett. Balra az NGC 3638, -az M66 (jobra lenn) és az M65 (fenn). - (C) Markus Bauer felvétele
VCSE – A Leo-hármas. Balra az NGC 3628, az M66 (jobbra lenn) és az M65 (fenn). – (C) Markus Bauer felvétele

Hogyan írjuk e háromtagú galaxiscsoport nevét? Magyarul lehetne akár Leo-hármas is, és akkor egyszerűbb lenne. Nem magyarul a kérdés nehezebb. Az APOD Leo Triplet-ként említi, ezt a nevet ismétli meg Francsics László oldala is magyarul. Csakhogy más oldalakon két t-vel, Leo Triplett-ként találjuk. A híres SEDS oldal is két t-vel írja. Némely asztrofotós honlapján egy oldalon belül van egy t-s és két t-s változat is, csak hogy még jobban keveredjen a helyesírás. Nekem úgy tűnik, hogy angol nyelvterületen egy t-vel, német nyelvterületen két t-vel írják. Magyarul a szót két t-vel kell írni az idegen szavak szótára szerint. Eredete szerint a triplett (vagy angolul triplet) francia szó és két t-vel írandó. A szó “háromból álló csoportot” jelent. Talán a legjobb, ha tudjuk, hogy ha az angol nevét ismételjük meg a galaxiscsoportnak akár magyar nyelvű szövegben, akkor Leo Tripletet írunk (kötőjel nélkül!), de magyarul nyugodtan írhatunk Leo-triplettet is (kötőjellel).

E három galaxis kb. 31 millió (M66), illetve 35 millió (M66 és NGC 3628) fényévre van tőlünk. W. H. Smyth a 19. században tévesen P. Méchainnek tulajdonította az M65 és az M66  felfedezését, aki szerinte közölte volna a galaxisok helyét Messier-vel. Valójában Charles Messier fedezte fel őket. Sajnos a tévedést igen sokszor megismétlik különböző könyvekben és honlapokon. Messier 1780. március 1-én vette fel őket a katalógusába, de lehetséges, hogy már korábban is látta őket. 1773. nov. 1-2-án egy üstökös elhaladt az M65 és az M66 között, de akkor Messier még nem látta ezt a két galaxist az üstökös erős fénye miatt.

Az M65 normális Sa típusú spirálgalaxis. Kevés benne a gáz és a por, emiatt a csillagkeletkezés üteme nagyon kicsi benne. A spirálkarjaiban azért fel lehet fedezni a kevéske újonnan születő csillagot. Szinte minden hullámhosszon teljesen átlagos, érdektelen objektumnak néz ki. Ugyanakkor az M65 korongja kissé meg van hajlítva. 1978-ban arra jutottak, hogy mintegy 800 millió évvel ezelőtt az M66 és az NGC 3628 nagyon közel haladt el egymáshoz, és kölcsön is hatottak. Egy Z. Duan nevű csillagász felvetette, hogy talán ekkor kissé távolabbról az M65 is csatlakozott hozzájuk, és ez hajlította meg kissé a korongját. Ugyanő felvetette, hogy talán ez egy horgas spirálgalaxis, csak a kedvezőtlen rálátási szög miatt nem látjuk a belső részeit.

Az M66 egy SABb típusú spirálgalaxis, vagyis a horgas és a nem horgas spirálgalaxisok között helyezkedik el osztálybesorolása szerint. 95 ezer fényév átmérőjűre becsülik. Porsávok és fényes csillaghalmazok látszódnak benne. Már öt szupernóvát megfigyeltek benne (SN 1973R, SN 1989B, SN 1997bs, SN 2009hd, SN 2016cok).

Az M66 az NGC 3628 melletti, előbb említett elhaladásakor erős, árapály-eredetű perturbációkat szenvedett el. Emiatt a központi tömege megnőtt a szélsőbb részek rovására, és nagyon nagy lett benne a molekuláris gáz aránya az atomoshoz képest. Érdekes módon a semleges hidrogént ez a megközelítés teljesen kitúrta az egyik spirálkarjából. Emiatt került bele az M66 a Pekuliáris (különleges, eltérő) Galaxisok Atlaszába: spirálkarja megjelenése furcsa, és porsávok vannak benne.

A Leo-hármast alkotó galaxisok egyikében, az M66-ban detektáltak már cianopolién nevű anyagot is.

Az NGC 3628 is érdekes galaxis. Néha Hamburger-galaxisként is említik. Ez egy éléről látszó spirálgalaxis, valószínűleg szintén horgas spirális.

Az M66 kb. 9,0 mag-s, az M65 kb. 9,3. Az NGC 3628 halványabb, 9,5 – fura, hogy Messier nem katalogizálta. A Leo Triplet néven ismert galaxiscsoporthoz tartozik fizikailag még a 11 mg-s NGC 3593 is, így valójában négyes rendszert alkotnak. Nagyon valószínű, hogy ez a galaxiscsoport és az M96-galaxiscsoport egymáshoz is kötődik, egy aprócska galaxis-szuperhalmazt alkotva.

A Leo-triplett jól fotózható. Vizuálisan a két Messier-galaxis nehezen, és csak extrém sötét égről látható binokulárokkal. Elméletben 5 cm-es távcsővel is észlelhető, de könnyen látható  7 cm-es nyílástól felfelé. 20 cm-es vagy nagyobb távcsövekkel. Tavasszal az esti égbolton könnyen elkaphatók. A fenti képen kb. két fokos égterület van bemutatva. Készítője, Markus Bauer 2019. február-márciusban négy éjszakán vette fel a képeket. 110 db hatperces képet (összesen jó 11 óra expozíciós idő) kombinált össze ISO 800 érzékenység mellett. A detektor Canon EOS 1000D volt, a távcső pedig egy 150/750-es Newton-reflektor HEQ-5 mechanikán. A vezetés ASI120MC kamerával történt. További részletek ezen a linken találhatók.

VCSE - A Tojás-köd, tudományos jelzésével RAFGL 2688 a Hubble Űrtávcső felvételén - HST
VCSE – A Tojás-köd, tudományos jelzésével RAFGL 2688 a Hubble Űrtávcső felvételén – HST

Kellemes húsvétot kívánunk minden kedves tagtársunknak, barátunknak és olvasóknak a népszerűen Tojás-ködnek nevezett objektum fényképével!

A felvételt a Hubble Űrtávcső készítette róla. Tudományos jelzete RAFGL 2688 vagy CRL 2688. A Naprendszertől mintegy 3000 fényévre elhelyezkedő bipoláris protoplanetáris ködről van szó. (A protoplanetáris köd nem keverendő össze a protoplanetáris diszkkel (vagy protoplanetáris koronggal). A protoplanetáris köd egy születőben lévő planetáris köd, egy öreg csillag haldokló fázisa; a protoplanetáris diszk egy születőben lévő bolygórendszert jelöl. A hasonlóan hangzó elnevezés szerencsétlen és keverésre ad alkalmat, de a planetáris ködök is a kistávcsövekben a planétákhoz hasonló vizuális megjelenésükről kapták a nevüket.) A bipoláris azt jelenti, hogy két, egymással ellentétes irányba kinyúló-kifúvó része van: a képen ezt nyalábként (jetként) láthatjuk, ahogy egymással szemben, majdnem vízszintesen, egymással kis szöget bezárva – valójában egy kúp felületén – anyag látszik vonalak mentén. A planetáris ködök mintegy 10-20%-a bipoláris, így a protoplanetáris ködök egy része is az kell, hogy legyen. Felteszik, de nem bizonyították, hogy a bipolárisságot egy kísérőcsillag hozza létre.

A Tojás-ködöt 1975-ben fedezték fel közepes infravörös tartományban (11 mikrométeres hullámhosszon észlelve). Maga az észlelés is különösen történt: az amerikai légierő geofizikai laboratóriumának egy rakétáján volt elhelyezve a detektor. A látható fény tartományában is látszik, ezért már Fritz Zwicky svájci csillagász korábban észrevette, de a látható fénybeli képek alapján tévesen galaxispárnak katalogizálta.

A protoplanetáris köd pedig azt jelenti, hogy ez egy olyan ködösség, amiben egy öreg, haldokló AGB-csillag éppen lefújja a külső rétegeit, és majd planetáris ködöt hoz létre. A protoplanetáris köd a planetáris ködképződés egyik első fázisa, vagyis itt egy születőben lévő planetáris ködöt láthatunk.

A HST felvételén nemcsak a négy kiáramló anyagvonal látszik, hanem rendkívül érdekes, hagymahéjszerűen elhelyezkedő héjak is, ahol az anyag sűrűbb, a héjak között pedig ritkább. Az AGB-csillag pulzálásszerűen dobja le magáról a rétegeit, ezért látjuk a héjakat. Legbelül viszont egy sötétebb, korongszerű rész látszik, amit egy erősen átlátszatlan, sűrű porból álló, valószínűleg korong, vagy inkább fánk alakú alakzat okoz, ami eltakarja a középen lévő csillag fényét. De itt-ott átlátszik, és a kijutó csillagfény a héjakról visszaverődve a szemünkbe jut. A ködösség polarizált fényt sugároz, nagyobb távcsövekkel és polárszűrők alkalmazásával már vizuálisan is észlelhető ez a jelenség.

A Tojás-köd a Hattyú csillagképben látszik, 30×15 ívmásodperc méretű, de nagyon halvány, látható fényben mindössze 14 magnitúdós. A VCSE 2019. ápr. 26-28-i észlelőhétvégéjén a 46 cm-es Dobsonnal megpróbálkozunk vele.

Első alkalommal sikerült egy extragalaktikus, nagyon nagy tömegű fekete lyuk  (ang. supermassive black hole) legközelebbi környezetéről képet alkotni. Az áttörésnek számító eredményt az Event Horizon Telescope nevű rádiócsillagászati műszeregyüttessel érték el. Még soha nem “láttunk” fekete lyukat ilyen részletes felbontásban, és ennyire közel az eseményhorizontjához. A fekete lyukak kiemelkednek a sötétségből.

Nagy várakozás előzte meg az Eseményhorizont Távcsővel (Event Horizon Telescope) készült első felvételek és a vele kapott első eredmények közzétételét. Mi is írtunk már 2018-ban arról, hogy mire számíthatunk. A legelső képeket és eredményeket 2019. április 10-én tették közzé, mi ezeket a www.space.com alapján szemlézzük.

 

VCSE - A kutatók által kapott első fekete lyuk-sziluett. A kép az EHT-val készült az M87 extragalxis közepén található nagyon nagytömegű fekete lyukról. A 6,5 milliárd naptömegű fekete lyuk meghajlítja a mögötte lévő csillagok, csillagközi gáz fényét. A gyűrűn belül található üres terület a fekete lyuk sziluettje. Ez a nagyon nehezen megkapott kép a fekete lyukak létezésének eddigi legerősebb bizonyítéka. - Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration
VCSE – A kutatók által kapott első fekete lyuk-sziluett. A kép az EHT-val készült az M87 extragalaxis közepén található nagyon nagy tömegű fekete lyukról. A 6,5 milliárd naptömegű fekete lyuk meghajlítja a mögötte lévő csillagok, csillagközi gáz fényét. A gyűrűn belül található üres terület a fekete lyuk sziluettje. Ez a nagyon nehezen megkapott kép a fekete lyukak létezésének eddigi legerősebb bizonyítéka. – Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration

Fekete lyukak definíció szerint a térnek olyan tartományai, amelyből bentről kifelé semmi sugárzás vagy anyag nem távozhat el az objektum nagy gravitációja miatt. Arra gondolhatnánk, hogy ezért semmi, még a fény sem hagyhatja el a felszínüket, ezért nem lehet őket látni. De például a környezetükre kifejtett gravitációs hatásuk révén, vagy az általuk széttépett csillagok anyagának áramlása és sugárzása révén fel lehet őket fedezni. A Hawking-sugárzás pedig mégiscsak lehetővé teszi, hogy valami elhagyja a fekete lyukat. Leegyszerűsítve: ha egy fekete lyuk felszínén egy tömeg nélküli részecske éppen fénysebességgel kering (pl. egy foton), és energiája elég nagy (vagyis pl. a foton hullámhossza nagyon kicsi, frekvenciája nagy), akkor széteshet két részecskére, pl. egy elektronra és pozitronra. Ekkor az elektromos töltés megmarad. A párkeltés során a haladó irányba mutató lendület is megmarad, de keletkezhet egy erre merőleges komponens is mindkét részecskéhez. Ekkor pl. a pozitron befelé megy, az elektron kifelé, így ez a lendületkomponens is megmarad. Tehát valami nagy ritkán – pontosabban annak a valaminek egy része, példánkban a fele tömeg – elhagyhatja a fekete lyukat. Így akár egy fekete lyuk “világíthat” is. Értelmes dolog lehet ezért egy fekete lyuk “magnitúdójáról” beszélni. A Hawking-sugárzás azonban a legtöbb csillagászati fekete lyuk esetén rendkívül – végtelenül – gyenge, műszereinkkel nem érzékelhető, mert bőven a műszerek érzékenysége alatt marad. A fekete lyukakhoz legeslegközelebbi térből azonban jöhet fény és sugárzás, pl. a behulló anyag itt még – elvileg – észlelhető. (A Hawking-sugárzás léte nem mond ellent a fekete lyuk definiciójának, hiszen az nem a fekete lyuk belsejéből jön, ahonnét semmi nem jöhet ki, hanem a felszínéről, ami ugye nem belül van, hanem határfelület.)

Az Eseményhorizont Távcsőrendszer az M87-beli és a mi Tejútrendszerünkben lévő, Sagittarius A*-nak (Sgr A*) nevezett fekete lyukakat, illetve közvetlen környezetüket szeretnék megvizsgálni. Az M87-belire vonatkozó eredményeket 2019. április 10-én tették közzé sajtókonferencia keretében. A képek a fekete lyukak vizsgálatának egy fontos, új lépése, egy új vizsgálati lehetőség: egy egészen ismeretlen világ nyílik ki számunkra. Az eddig csak elméletek és spekulációk szintjén lévő elképzelések most észlelésekkel megerősítést nyerhetnek – vagy megcáfolhatják őket.

Az Eseményhorizont Távcsőben (EHT) több, mint 200 kutató dolgozik együtt. Némelyikük már két évtizede tagja a teljes glóbuszra kiterjedő együttműködésnek. A cél néhány közeli, nagyon nagy tömegű, galaxisok központjában található központi fekete lyuk sziluettjét és közvetlen környezetét rádióhullámhosszakon feltérképezni, és képet alkotni róla. Bár ez rádiócsillagászati kép, sok helyen fotónak nevezik (noha a fotó szót csak látható fénybeli képekre szokták sokszor használni). Az első észlelések ezzel a távcsőrendszerrel 2017 áprilisában történtek, az első adatfeldolgozási lépések 800 magos számítógépklaszteron 2017 decemberében estek meg, az első eredmények pedig 2019-ben kerültek közlésre.

Az első célpont az M87 (Messier 87) extragalaxisban lévő, 6,5 milliárd naptömegű behemót fekete lyuk volt. A másik célpont az Sgr A*, ami csak 4,3 millió naptömegű. Most csak az M87-ről szóló eredményeket és képet közölték. Az M87-beli központi fekete lyuk tőlünk mért távolsága 53,5 millió fényév, az Sgr A* csak 26 ezer fényévre található. Az Sgr A* látszó mérete olyan pici tőlünk nézve, “mintha egy narancsot néznénk a Holdon” mondta egy csillagász a space.com-nak.

VCSE - Az EHT rádiótávcsöveinek elhelyezkedése a Földön. - Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration
VCSE – Az EHT rádiótávcsöveinek elhelyezkedése a Földön. – Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration

Minden éjszaka kb. 1 petabájtnyi észlelési adat keletkezett, így az adatfeldolgozás egy évnél is hosszabb ideig tartott egy nagyméretű szuperszámítógépen. Például ekkora adatmennyiséget nem is lehetett az interneten átküldeni a rádiótávcsövektől az adatfeldolgozási helyre, különböző adathordozókon kellett fizikailag szállítani. Vagyis adathordózóra rámásolták, és azt a posta vitte. A hagyományos postaszolgáltatás még mindig gyorsabb ekkora adatmennyiség esetén, mint az internet a jelenleg elérhető legnagyobb sávszélességgel! A Déli Sarkon lévő távcsőrésztvevőtől például nem is lehetett addig elhozni az adatokat, amíg elég meleg nem lett a sarkvidéken.

Igazán izgalmas, hogy az M87-re az elméleti fizika, az általános relativitáselmélet nyomán számolt kép igen jó összhangban van a most elvégzett mérésekkel, így egyben az általános relativitáselmélet további bizonyítékának tekinthető. A szimulált fekete lyuk-körvonal (sziluett) és az anyagbefogási korong (akkréciós diszk) rádióhullámhosszak-beli kinézete összhangban van a mérttel. Ez ugyan megnyugtatónak hangzik, de ilyen erős gravitációs térben soha nem ellenőrizték korábban ilyen pontossággal az általános relativitáselméletet! Márpedig erős gravitációs térre konkurens elméletek is akadtak (vagy akadnak). Ahogy a kutatók egyike mondta: “A mérés párbeszéd a természettel”.

 

VCSE - Általános relativitásleméleti magnetohidrodinamikával szimulált fekete lyuk sziluett rádióhullámhosszakon. Az akkrációs diszkre a képen 45 fokos szögből nézünk rá (az egyenlítójéhez képest). A bal oldalon azért fényesebb a fekete lyuk által meghajíltott fény, mint ajobb oldlaon, mert a Doppler-fókuszálás miatta felénk közeledő anyag fényesedik, a távolodó elhalványodik. A központi fekete részben van a fekete lyuk. Előtte az akkréciós diszk egyes részei láthatók. - Forrás: Hotaka Shiokawa, https://www.cbc.ca/news/technology/black-hole-photo-1.5089403
VCSE – Általános relativitáselméleti magnetohidrodinamikával szimulált fekete lyuk sziluett rádióhullámhosszakon. Az akkréciós diszkre a képen 45 fokos szögből nézünk rá (az egyenlítőjéhez képest). A bal oldalon azért fényesebb a fekete lyuk által meghajlított fény, mint a jobb oldalon, mert a Doppler-fókuszálás miatt a felénk közeledő anyag fényesedik, a távolodó pedig elhalványodik. A központi fekete részben van a fekete lyuk. Előtte az akkréciós diszk egyes részei láthatók. – Forrás: Hotaka Shiokawa, https://www.cbc.ca/news/technology/black-hole-photo-1.5089403

 

Az M87 fekete lyukának EHT-képén az látszik, hogy a környezetből a fekete lyukba hulló gáz hogyan spirálozódik befelé. Ez az anyagbefogási (akkréciós) folyamat részleteiben nagyon kevéssé ismert, közelről soha nem láttuk. Pedig a fekete lyuk gravitációja által felgyorsított gázrészecskéket a lyuk mágneses tere fókuszálja, és ez hozza létre a megfigyelhető, a fekete lyuk környezetéből kilövellő nyalábokat (jeteket). A nyalábokban közel fénysebességgel mozog az anyag.

A képek analízisével a fekete lyuk forgását is lehet majd tanulmányozni, esetleg a forgásidőt megállapítani. Ezek természetesen közvetett mérések lesznek: a behulló anyag mozgására hathat a fekete lyukkal együtt forgó mágneses tere. Az is izgalmas kérdés, hogy egy központi, nagyon nagy tömegű fekete lyuk hogyan alakítja a galaxis fejlődését és viszont, illetve milyen hatással van erős gamma-, röntgen- és ultraibolya sugárzása a galaxisbeli életre. Ez különösen fontos akkor, amikor a fekete lyukba nagyobb mennyiségű anyag hullik be. Pl. ha egy csillag helyett egy egész nyílthalmazt nyel el, vagy egy másik, közelben elhaladó galaxis árapályereje csillagkeletkezési hullámot indít be. Ilyenkor nemcsak sok szupernóva lesz, de a fekete lyukba is több anyag hullik be, megnövelve az akkréciós korong tömegét és méretét a fekete lyuk körül. Ez erős sugárzási folyamatokat indít be. Jelenleg az Sgr A* inaktív a mi Galaxisunkban.

Későbbiekben az EHT eredményeit majd gravitációs hullámdetektorokéval lehet kombinálni, így még többet megtudva ezekről a rejtélyes, a galaxisfejlődésben és a galaktikus lakhatóságban fontos szerepet játszó objektumokról.

Egészen biztos, hogy az EHT eredményei a jövőben is izgalmasak lesznek. A mostani képek további analízise a következő hónapokban még újabb eredményeket ad majd. Érdemes követni az ismeretterjesztő oldalakat a legújabb fejleményekért.

Videós magyarázat a képről (angolul).

További cikkek fekete lyukakról a VCSE honlapján itt.
Ez nem a cikk végleges változata, a benne előforduló hibák javítás alatt állnak!