Astronomowie biorą na cel masywne procesy karmienia supermasywnych czarnych dziur

Im więcej badamy wszechświat, tym bardziej prawdopodobne jest, że każda galaktyka okrążą kosmicznego olbrzyma – supermasywną czarną dziurę, zasilającą jądro galaktyki.

Jest wiele rzeczy, których nie wiemy o tych gigantycznych obiektach – w tym rażące pytanie, jak rosną tak duże – ale nowe badania mogą pomóc nam wypełnić niektóre luki. Zgodnie z nowym skanem radiowym wszystkich galaktyk w regionie nieba, każda supermasywna czarna dziura w jądrze galaktyki zjada materię, mimo że orbituje wokół niej nieco inaczej.

„Otrzymujemy coraz więcej oznak, że wszystkie galaktyki mają olbrzymią masę czarne dziury Na swoich pozycjach. Oczywiście musiały one urosnąć do obecnej masy ”. Astronom Peter Barthel powiedział Z Uniwersytetu w Groningen w Holandii.

„Wydaje się, że dzięki naszym obserwacjom mamy teraz te procesy wzrostu i powoli, ale z pewnością zaczynamy je rozumieć”.

Istnieje dziwna luka w zakresie mas czarnych dziur, co oznacza, że ​​brakuje nam ważnego elementu układanki, w jaki sposób powstają i rosną supermasywne czarne dziury. Czarne dziury o masach gwiazdowych – powstałe z zapadającego się jądra masywnej gwiazdy – zostały wykryte do 142 mas Słońca, a nawet te dziury były cięższe niż normalnie, co wynikało ze zderzenia dwóch mniejszych czarnych. Dziury.

Z drugiej strony, supermasywne czarne dziury mają rozmiary od kilku milionów do miliardów mas Słońca. Można by pomyśleć, że gdyby supermasywne czarne dziury wyrosły z dziur o masach gwiazdowych, byłoby wiele dziur o średniej masie, ale dokonano bardzo niewielu odkryć.

Jednym ze sposobów, w jaki możemy spróbować to rozgryźć, jest badanie naszych czarnych dziur Ty masz Odkryte, aby sprawdzić, czy ich zachowanie może dać nam jakieś wskazówki; Tak właśnie postąpił zespół astronomów kierowany przez Jacka Radcliffe’a z University of Pretoria w Południowej Afryce.

Skupili się na obszarze przestrzeni znanym jako Northern Commodities, Znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Region ten, będący przedmiotem Przeglądu Głębokiego Nieba Hubble’a, został dobrze zbadany, ale głównie w zakresie długości fal optycznych, UV i IR.

Sekcja TOWARÓW na północy, z każdym punktem galaktycznym. (NASA / ESA / G. Illingworth / P. Oesch / R. Bouwens i I. Labbé, zespół naukowy)

Radcliffe i jego zespół przeprowadzili analizy obszaru przy użyciu zakresu długości fal do promieni rentgenowskich, dodając do mieszaniny obserwacje radiowe przy użyciu bardzo długiej interferometrii podstawowej. W ten sposób zidentyfikowali aktywne rdzenie galaktyczne – zawierające aktywną supermasywną czarną dziurę – które były jasne przy różnych długościach fal.

Kiedy supermasywne czarne dziury aktywnie zbierają materiał – rozpraszając gaz i pył z otaczającej przestrzeni – materiał nagrzewa się, świecąc wystarczająco jasnym promieniowaniem elektromagnetycznym, które można zobaczyć z ogromnych odległości kosmicznych.

W zależności od tego, ile pyłu blokuje jądro galaktyki, niektóre długości fal tego światła mogą być silniejsze, więc pojedynczy zakres długości fal nie może być użyty do zidentyfikowania wszystkich aktywnych jąder galaktyki w obszarze nieba.

Wyposażony w te dodatkowe informacje, zespół przeprowadził badanie AGN w GOODS-North i dokonał kilku obserwacji.

Po pierwsze, nie każda aktywna akumulacja jest taka sama. Może się to wydawać oczywiste i zdecydowanie zauważyliśmy, że supermasywne czarne dziury gromadzą się w różnym tempie, ale dane są nadal przydatne. Naukowcy odkryli, że niektóre aktywne supermasywne czarne dziury zjadają materiał znacznie szybciej niż inne, a niektóre w ogóle nie zjadają dużo.

Następnie zbadali obecność aktywności wybuchu gwiazd – to znaczy intensywnego obszaru formowania się gwiazd i okresu – zbiegającego się z AGN.

Uważa się, że sprzężenie zwrotne z aktywnego jądra galaktyki może wygasić proces formowania się gwiazd, wypychając całą materię, z której gwiazdy się składają, ale niektóre badania to udowodniły. Pokaż, że może się zdarzyć odwrotnie, Too – ten materiał poddawany szokowi i stresowi może zapaść się w wyniku sprzężenia zwrotnego w mniejsze gwiazdy.

Odkryli, że niektóre galaktyki mają aktywność podmuchów gwiazd, a inne nie. Co ciekawe, ciągła aktywność podmuchów gwiazd może utrudniać dostrzeżenie aktywnego jądra galaktyki, co wskazuje, że potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zdefiniować rolę sprzężenia zwrotnego w chłodzeniu.

Na koniec zbadali względne dżety, które mogą zostać wyrzucone z biegunów supermasywnej czarnej dziury podczas akrecji aktywnej. Uważa się, że dżety te składają się z niewielkiej frakcji materiału, który jest skierowany wzdłuż linii pola magnetycznego od wewnętrznego obszaru dysku akrecyjnego do elektrod czarnej dziury, gdzie są wypychane w przestrzeń w postaci wybuchów zjonizowanej plazmy, na przyspiesza ułamek prędkości światła.

Nie jesteśmy do końca pewni, jak i dlaczego powstają te strumienie, a badania zespołu wskazują, że tempo gromadzenia się materiału nie odgrywa dużej roli. Odkryli, że dżety powstają tylko czasami, a to, czy czarna dziura zjada szybko, czy wolno, nie ma znaczenia.

Naukowcy stwierdzili, że te informacje mogą pomóc lepiej zrozumieć zachowanie się akrecji i wzrostu supermasywnych czarnych dziur. Powiedzieli też, że pokazuje to również, że radioastronomia może odegrać w przyszłości ważniejszą rolę w tych badaniach.

Co oznacza, że ​​w przyszłości będziemy mieli jeszcze potężniejszy zestaw narzędzi, aby spróbować rozwikłać jedną z najbardziej zaskakujących tajemnic czarnych dziur – skąd pochodzą supermasywne fragmenty?

Badania zespołu zostały opublikowane i zaakceptowane w dwóch artykułach pod adresem Astronomia i astrofizyka. Może być znaleziony Tutaj I Tutaj.