Tālas strūklas sniedz mums norādes par to, kā supermasīvie melnie caurumi kļūst tik lieli

Mākslinieka iespaids par radio strūklu, kas izplūst no supermasīva melnā cauruma. ESO/M. kornmesser

Katras galaktikas centrā ir supermasīvs melnais caurums — briesmonis, kas satur kopā zvaigžņu un planētu apkārtni, kā arī gāzi un putekļus. Gadu desmitiem, kopš astronomi sāka tos nopietni pētīt, mēs esam apstiprinājuši, ka šie objekti patiešām pastāv; esam uzzinājuši, ka tie, iespējams, ir būtiski, lai palīdzētu zvaigznēm veidoties; un mēs pat esam izstrādāja paņēmienu to tiešai attēlveidošanai . Tomēr viens liels jautājums ir atstājis astronomus apmulsis: kā šie zvēri aug tik masīvi, tik ātri?

Tās var būt saistītas ar astrofiziskām strūklām — enerģētisku daļiņu uzliesmojumiem un starojumu, ko supermasīvie melnie caurumi laiku pa laikam atraugas. Mēs precīzi nezinām, kāpēc viņi to dara, taču divi jauni rekordlieli pētījumi, ko veikusi viena un tā pati starptautiska astronomu komanda, liecina, ka neatkarīgi no iemesla šīs strūklas var palīdzēt izaugt supermasīviem melnajiem caurumiem.

Pirmais atradums, ziņots Astrophysical Journal , ir supermasīva melnā cauruma atklājums, kas atrodas 13 miljardu gaismas gadu attālumā un ir 300 reižu masīvāks par sauli. Astronomi izmantoja infrasarkano staru novērojumus no Magelāna teleskopa Laskampanas observatorijā Čīlē, lai apstiprinātu, ka tas ir 2015. gadā pirmo reizi atklātās strūklas avots. Šis supermasīvais melnais caurums tagad ir visattālākais (tas ir, vecākais) melnais caurums, kas jebkad rada strūklu. atklāts.

Otrais, pirmsdrukas pētījumā kas drīzumā tiks publicēts Astrophysical Journal, ir astrofizikas strūklas atklāšana no supermasīva melnā cauruma, kas atrodas 12,7 miljardu gaismas gadu attālumā un vairāk nekā miljards reižu masīvāka par sauli, pirmo reizi atklāta 2018. gadā. Komanda izmantoja NASA Chandra X. -ray Observatorija, kas meklē rentgenstaru emisijas no ļoti karstiem objektiem Visumā, lai veiktu šos novērojumus. Tā ir visattālākā astrofiziskā strūkla, kas jebkad novērota rentgena staros.

Katrs atklājumu kopums pārspēj dažus ezotēriskās astronomijas rekordus, taču ne tāpēc tie ir ļoti svarīgi. Abi palīdz izskaidrot, kāpēc supermasīvie melnie caurumi spēj augt tik ātri, pat ja tie pastāvīgi izdala augstas enerģijas vielas. Tas, ko komanda atrada, ir pirmais šāda veida pierādījums tam, ka strūklas patiešām ir mudināt melnā cauruma ātra barošana.

Pirmajā izmeklēšanā pēc tam, kad Magelāns apstiprināja melnā cauruma esamību, komanda izmantoja citus instrumentus, piemēram, ļoti lielo teleskopu Čīlē, lai noteiktu citas melnā cauruma un tā strūklas īpašības, piemēram, masu.

Papildu dati parāda, kā strūklas veicina barošanu. Melnā cauruma intensīvais gravitācijas spēks mēģina ievilkt milzīgu daudzumu gāzes un putekļu savā notikumu horizontā (punktā, no kura nav atgriešanās). Šai vielai ir leņķiskais impulss, kas nozīmē, ka tā ne tikai iekrīt iekšā, bet arī riņķo ap notikumu horizontu. Tikmēr radiācijas spiediens apgabalā (ko rada berze un spriegums riņķojošās vielas diskā, kas uzsilst, līdz tas sāk kvēlot) turpina virzīt gāzi prom no notikumu horizonta.

Tas, kas notiek, ir nedaudz sarežģīts, taču būtībā strūklas lielas sprieguma daļiņu stars atņem gāzei leņķisko impulsu, kad tā virzās uz āru. Un atšķirībā no starojuma spiediena, kas spīd un izspiežas visos virzienos, strūkla ir šaura, un tāpēc tā tik tikko spēj mijiedarboties un ietekmēt mazāk blīvos gāzes slāņus, kas atrodas tālāk. Tā kā gāze var zaudēt leņķisko impulsu ar nelielu atgrūšanu, liela daļa gāzes, kas ieskauj notikumu horizontu, vienkārši iekrīt iekšā.

Tādā veidā strūkla nodrošina, ka melnais caurums aktīvi nedarbojas pret sevi — tas var turpināt barot, saka Tomass Konors, NASA astronoms un abu rakstu līdzautors. Lai gan zinātniekiem ir aizdomas, ka sprauslām varētu būt nozīme barošanas procesa veicināšanā, līdz šim mēs neesam redzējuši pārliecinošus pierādījumus, viņš saka.

Rentgena pētījums apstiprina šo ideju. Šie novērojumi atklāja, ka strūkla ir nobraukusi 150 000 gaismas gadu attālumā no tā avota, padarot to par pirmo rentgena staru novērojumu strūklām, kas ir garākas par dažiem tūkstošiem gaismas gadu. Šī liela mēroga rentgenstaru noteikšana nozīmē, ka šīs strūklas ir darbojušās neticami ilgu laiku, saka Konors. Tie nav vienkārši pārejoši traucējumi, bet ir bijuši simtiem tūkstošu gadu — pietiekami daudz laika, lai palīdzētu supermasīvajam melnajam caurumam ļoti ātri baroties un augt. Tagad mēs zinām, ka tas ir ilgstošs process, un tā šīs strūklas patiesībā spēj palīdzēt šiem supermasīvajiem melnajiem caurumiem veidoties, viņš saka. Šis trūkstošais gabals, kas savieno 15 gadu teoriju ar to, kur mēs esam tagad.

Abi pētījumi palīdz likt pamatu turpmākiem atklājumiem, kas varētu palīdzēt mums uzzināt vairāk par to, kā supermasīvie melnie caurumi attīstījās un palīdzēja veidot agrīno Visumu. Tagad mums ir labāks priekšstats par to, kā meklēt melnos caurumus no tik seniem laikiem, kā arī izpratne, ka vairāk rentgenstaru novērojumu varētu būt ļoti svarīgi, lai uzzinātu, kā darbojas strūklas padeves dinamika.

Konoram šie papildu novērojumi būs galvenie. Un viņš ir diezgan iedrošināts pēc šīs nedēļas viena-divi sitiena. Viņš saka, ka atklājums, cerams, norāda uz to, ka šo objektu ir daudz vairāk, un es ceru, ka mēs pietiekami drīz atkal varēsim pārspēt distances rekordu.

paslēpties