Tolimi purkštukai suteikia mums užuominų, kaip supermasyvios juodosios skylės tampa tokios didelės

Menininko įspūdis apie radijo čiurkšlę, sklindančią iš supermasyvios juodosios skylės. ESO/M. kornmesser

Kiekvienos galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė – pabaisa, kuri kartu laiko žvaigždžių ir planetų kaimynystę, dujas ir dulkes. Per dešimtmečius nuo tada, kai astronomai pradėjo juos rimtai tyrinėti, mes patvirtinome, kad šie objektai iš tikrųjų egzistuoja; sužinojome, kad jie gali būti būtini padedant žvaigždėms formuotis; ir mes netgi sukūrė techniką, kaip juos tiesiogiai atvaizduoti . Tačiau astronomus pribloškė vienas didelis klausimas: kaip šie žvėrys užauga tokie masyvūs ir taip greitai?

Jie gali būti susiję su astrofizinėmis srovėmis – energingų dalelių pliūpsniais ir radiacija, kurią retkarčiais išraugia supermasyvios juodosios skylės. Tiksliai nežinome, kodėl jie tai daro, bet du nauji rekordiniai tos pačios tarptautinės astronomų komandos tyrimai rodo, kad, kad ir kokia būtų priežastis, šie purkštukai gali padėti augti supermasyvioms juodosioms skylėms.

Pirmas atradimas, pranešė Astrophysical Journal , yra supermasyvios juodosios skylės, esančios už 13 milijardų šviesmečių, atradimas, kuri yra 300 kartų masyvesnė už saulę. Astronomai panaudojo infraraudonųjų spindulių stebėjimus iš Magelano teleskopo Las Campanas observatorijoje Čilėje, kad patvirtintų, jog tai yra 2015 m. pirmą kartą aptikto čiurkšlės šaltinis. Ši supermasyvi juodoji skylė dabar yra tolimiausia (tai yra seniausia) juodoji skylė, kuri kada nors gamina reaktyvinius lėktuvus. aptikta.

Antras, išankstinio spausdinimo tyrime kuris netrukus bus paskelbtas Astrophysical Journal, yra astrofizinės srovės atradimas iš supermasyvios juodosios skylės, esančios už 12,7 milijardo šviesmečių ir daugiau nei milijardą kartų masyvesnės už saulę, pirmą kartą atrastos 2018 m. Komanda naudojo NASA Chandra X. -ray observatorija, kuri ieško rentgeno spinduliuotės iš labai karštų visatos objektų, kad galėtų atlikti šiuos stebėjimus. Tai labiausiai nutolusi astrofizinė srovė, kada nors pastebėta rentgeno spinduliuose.

Kiekvienas radinių rinkinys sumuša kai kuriuos ezoterinės astronomijos rekordus, bet ne dėl to jie yra labai svarbūs. Abu padeda paaiškinti, kodėl supermasyvios juodosios skylės gali taip greitai augti, nors jos nuolat išskiria didelės energijos medžiagas. Tai, ką komanda rado, yra pirmasis tokio pobūdžio įrodymas, kad lėktuvai iš tikrųjų yra paskatinti greitas juodosios skylės maitinimas.

Pirmajame tyrime, Magelanui patvirtinus juodosios skylės egzistavimą, komanda naudojo kitus instrumentus, pavyzdžiui, labai didelį teleskopą Čilėje, kad nustatytų kitas juodosios skylės ir jos srovės savybes, pavyzdžiui, masę.

Papildomi duomenys parodo, kaip purkštukai skatina maitinimąsi. Intensyvi juodosios skylės gravitacinė jėga bando į savo įvykių horizontą (negrįžimo tašką) pritraukti didžiulius kiekius dujų ir dulkių. Ši medžiaga turi kampinį impulsą, tai reiškia, kad ji ne tik patenka tiesiai į vidų – ji skrieja aplink įvykių horizontą. Tuo tarpu spinduliuotės slėgis srityje (sukurtas dėl trinties ir įtampos orbitos medžiagos diske, įkaistančiame, kol pradeda švytėti) toliau stumia dujas nuo įvykių horizonto.

Tai, kas atsitinka, yra šiek tiek sudėtinga, tačiau iš esmės didelio energijos turinčių dalelių srautas pašalina kampinį impulsą iš dujų, kai jos juda į išorę. Ir skirtingai nei spinduliuotės slėgis, kuris šviečia ir stumiasi į visas puses, srovė yra siaura, todėl ji vos gali sąveikauti ir paveikti toliau esančius ne tokius tankius dujų sluoksnius. Kadangi dujos gali prarasti kampinį pagreitį su nedideliu atstūmimu, didelė dalis įvykių horizontą supančių dujų tiesiog patenka tiesiai į vidų.

Tokiu būdu purkštukas užtikrina, kad juodoji skylė aktyviai neveikia prieš save – ji gali toliau maitintis, sako Thomas Connor, NASA astronomas ir abiejų straipsnių bendraautoris. Nors mokslininkai įtarė, kad purkštukai gali turėti įtakos šėrimo procesui, iki šiol tikrai nematėme įtikinamų įrodymų, sako jis.

Rentgeno tyrimas patvirtina šią idėją. Šie stebėjimai atskleidė, kad reaktyvinis lėktuvas nukeliavo 150 000 šviesmečių nuo savo šaltinio, todėl tai pirmasis rentgeno spindulių stebėjimas, kai purkštukai ilgesni nei keli tūkstančiai šviesmečių. Šis didelio masto rentgeno aptikimas reiškia, kad šie purkštukai buvo veikiami neįtikėtinai ilgą laiką, sako Connor. Jie nėra tik trumpalaikiai svyravimai, bet buvo išlikę šimtus tūkstančių metų – pakankamai laiko, kad iš tikrųjų padėtų supermasinei juodajai skylei maitintis ir augti labai greitai. Dabar žinome, kad tai yra ilgalaikis procesas, ir taip šie purkštukai iš tikrųjų gali padėti šioms supermasyvioms juodosioms skylėms susidaryti, sako jis. Tai trūkstamas gabalas, jungiantis 15 metų teoriją su tuo, kur esame dabar.

Abu tyrimai padeda sukurti pagrindą tolesniems atradimams, kurie galėtų padėti mums sužinoti daugiau apie tai, kaip išsivystė supermasyvios juodosios skylės ir padėjo formuoti ankstyvąją visatą. Dabar turime geresnę idėją, kaip ieškoti juodųjų skylių nuo tokių senų laikų, taip pat suprantame, kad daugiau rentgeno stebėjimų gali būti labai svarbūs norint sužinoti, kaip veikia srovės tiekimo dinamika.

Connorui šie papildomi pastebėjimai bus esminiai. Ir jis labai padrąsintas po šios savaitės vieno ar dviejų smūgių. Tikimasi, kad atradimas rodo, kad ten yra daug daugiau šių objektų, sako jis, ir tikiuosi, kad pakankamai greitai vėl galėsime sumušti atstumo rekordą.

paslėpti