Czterech astronomów wykrywa wnęki gigantycznych czarnych dziur

Naukowcy odkryli cztery ogromne wnęki lub bąbelki w centrum gromady galaktyk za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra NASA. Ten niezwykły zestaw cech może być wynikiem dwóch erupcji wulkanicznych z supermasywnych czarnych dziur krążących wokół siebie.

Gromady galaktyk to największe struktury we wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację. To mieszanka setek, a nawet tysięcy pojedynczych galaktyk i ogromnych ilości gorącego gazu i niewidzialnej ciemnej materii. Gorący gaz rozproszony w gromadach ma znacznie większą masę niż same galaktyki i świeci jasno w świetle rentgenowskim wykrytym przez Chandrę. Duża galaktyka zwykle znajduje się w centrum gromady.

Nowe badanie Chandry gromady galaktyk znanej jako RBS 797, położonej około 3,9 miliarda lat świetlnych od Ziemi, ujawniło dwie oddzielne pary wnęk rozciągające się daleko od centrum gromady.

Tego typu wnęki widziano już wcześniej w innych gromadach galaktyk. Naukowcy uważają, że są one wynikiem erupcji wulkanicznych z regionów położonych w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w centrum masywnej galaktyki centralnej. Gdy materia odlatuje z czarnej dziury jako dżety w przeciwnych kierunkach, wdmuchuje w gorący gaz puste przestrzenie. W RBS 797 ujawniono, że istnieją dwa zestawy dżetów prostopadłych do siebie.

„Myślimy, że wiemy, co reprezentuje para wnęk, ale co się dzieje, gdy gromada galaktyk ma dwie pary w bardzo różnych kierunkach?” powiedział Francesco Obertossi z Uniwersytetu Bolońskiego we Włoszech, który kierował badaniem Chandra.

Astronomowie wcześniej zaobserwowali parę wgłębień w kierunku wschód-zachód w RBS 797, ale parę wykryto tylko w kierunku północ-południe na znacznie dłuższej Chandra New Watch. Głębszy obraz wykorzystuje prawie pięć dni czasu obserwacji Chandry, w porównaniu do około 14 godzin pierwotnej obserwacji. Karl J. Jansky, Very Large Array z National Science Foundation, zauważył już dowody na istnienie dwóch par dżetów jako emisji radiowych, które pokrywają się z zagłębieniami.

Jak powstał ten kwartet ubytków? Najbardziej prawdopodobną odpowiedzią, według Obertussiego i współpracowników, jest to, że RBS 797 zawiera parę supermasywnych czarnych dziur, które wystrzeliły dżety w prostopadłych kierunkach mniej więcej w tym samym czasie.

„Naszym najlepszym pomysłem jest to, że pojedyncza para supermasywnych czarnych dziur dała początek parze wnęk” – powiedziała Miriam Getty, współautorka z Uniwersytetu Bolońskiego. „Chociaż uważamy, że supermasywne czarne dziury mogą tworzyć układy podwójne, bardzo rzadko obserwuje się obie w fazie aktywnej – iw tym sensie odkrycie dwóch pobliskich czarnych dziur dmuchających wnękami w RBS 797 jest niezwykłe”.

W rzeczywistości, obserwacje radiowe z Europejską Siecią VLBI (EVN) wcześniej wykryły dwa źródła punktów radiowych oddzielonych tylko około 250 lat świetlnych w RBS 797. Jeśli oba źródła są supermasywnymi czarnymi dziurami, należą do najbliższych par, jakie kiedykolwiek odkryto. dwójka czarne dziury Muszą nadal obracać się ku sobie, generując ogromne ilości fale grawitacyjneI wreszcie scalić.

Istnieje inne możliwe wytłumaczenie czterech dziur widocznych w RBS 797. Ten scenariusz obejmuje pojedynczą supermasywną czarną dziurę – z dżetami, które w jakiś sposób bardzo szybko poruszają się po spirali. Analiza danych Chandra pokazuje, że różnica wieku we wnękach między wschodem i zachodem oraz północą i południem wynosi mniej niż 10 milionów lat.

„Gdyby tylko jedna czarna dziura była odpowiedzialna za te cztery?” ubytki, wtedy będziemy musieli prześledzić historię jego działalności. Główne aspekty to jak SamolotyKierunek szybko się zmienił i czy ma to związek z gromada galaktyk Środowisko lub fizyka samej czarnej dziury – a nawet kombinacja tych dwóch – powiedział Fabrizio Brigenti, współautor z Uniwersytetu Bolońskiego.

Marshall Space Flight Center NASA zarządza programem Chandra. Centrum rentgenowskie Chandra w Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje badania naukowe z Cambridge w stanie Massachusetts oraz operacje lotnicze z Burlington w stanie Massachusetts.