_ O gaură neagră și-a curățat cartierul

Nu îi putem vedea direct, dar știm că sunt acolo. Găurile negre supermasive (SMBH) probabil locuiesc în centrul fiecărei galaxii mari. Gravitația lor copleșitoare atrage materialul spre ei, unde se adună într-un disc de acreție, așteptându-și rândul pentru a traversa orizontul evenimentelor în uitare.

Dar într-o galaxie, SMBH s-a înecat cu mâncarea și a scuipat-o. , trimitând material la viteze mari și curățând întregul cartier.

Știm că există ceva în inima galaxiilor mari încă de la începutul anilor 1960, când astronomii au descoperit o sursă radio inexplicabilă în centrul unui gigant. galaxie eliptică. Astronomii credeau că este o stea, dar spectrul ei nu avea sens. Și din moment ce era atât de departe, la aproximativ 2,4 miliarde de ani lumină distanță, asta însemna că emitea energia a sute de galaxii. Rata luminii emise de obiect a variat, iar termenul de quasar (obiect cvasi-stelar) a fost creat pentru a-l descrie.

Au fost descoperiți mai mulți quasari în anii următori și, în cele din urmă, astronomii și-au dat seama că gazul cade. într-un obiect compact masiv ar putea crea ceea ce vedeau. Mai multe studii au arătat că gazul formează un disc rotativ în jurul obiectului, numit disc de acreție. Astronomii au observat, de asemenea, stele mișcându-se ciudat în apropierea centrului galaxiilor și doar un obiect masiv le-ar putea explica vitezele și mișcarea.

În anii 1970, astronomii credeau că există unul dintre aceste obiecte masive în centrul Căii Lactee. . În 1974, astronomii l-au descoperit și au numit-o stea A Sagitarrius. În cele din urmă, din ce în ce mai multe dovezi au arătat că majoritatea, dacă nu toate, galaxiile mari au SMBH-uri în centrul lor. Acum înțelegem legătura dintre discul de acreție, gaura neagră și nucleele galactice active (AGN), care sunt găuri negre care consumă în mod activ material și emit multă radiație.

Deci, acesta este curentul nostru. poza SMBH-urilor. Sunt obiecte compacte masive care pândesc în centrul galaxiilor. Ele pot avea sute de milioane, chiar miliarde de mase solare. SMBH-urile atrag material spre ele, iar materialul se adună într-un disc de acumulare. Discul se încălzește și emite radiații, iar câmpurile magnetice încurcate provoacă jeturile astrofizice să iasă din poli.

Nu tot materialul din discul de acreție trece de orizontul evenimentelor. SMBH-urile consumă doar o fracțiune din materialul discului. Odată ce ajung la Limita Eddington, restul este trimis să se prăbușească în spațiu, trăgând cu el o parte din gazul din centrul galactic.

Astronomii au observat un SMBH îndepărtat în galaxia Markarian 817 care a spart aceasta. imagine. Dincolo de discul de acumulare al unui SMBH, gazul neutru și praful formează un torus. În aceeași regiune, norii de gaz interstelar care formează stele se află chiar dincolo de raza gravitațională a SMBH. Îndepărtatul SMBH a trimis atât de mult material de pe disc în spațiu cu viteză mare încât a eliminat tot gazul din regiune. Acea formațiune de stele înăbușită în centrul galactic.

Descoperirea este prezentată într-o nouă cercetare în The Astrophysical Journal Letters. Se intitulează „Feedback feroce într-un stat obscur, sub-Eddington al Seyfert 1.2 Markarian 817”. Autorul principal este Miranda Zak, cercetător universitar la Universitatea din Michigan.

Astronomii au descoperit SMBH-uri care alunga materialele din centrele lor galactice. Ei numesc acest „vânt de gaură neagră” și l-au detectat în jurul unor discuri de acreție extrem de strălucitoare care au atins limita pentru cât de mult material pot acumula. Vântul găurii negre aruncă excesul de material în spațiu.

Dar în Markarian 817, discul nu este foarte luminos. Asta înseamnă că nu ar trebui să fie la limita sa Eddington sau la limita de acumulare de masă. Este doar „gustare” conform unui comunicat de presă care anunță descoperirea.

„Te-ai putea aștepta la vânturi foarte rapide dacă un ventilator a fost pornit la cea mai mare setare. În galaxia pe care am studiat-o, numită Markarian 817, ventilatorul a fost pornit la o setare de putere mai mică, dar încă existau sunt generate vânturi incredibil de energice”, a spus coautorul studiului Miranda Zak.

În termeni științifici, aceste vânturi sunt numite fluxuri ultra-rapide (OZN). OZN-urile au viteze de multe milioane de mile pe oră și astronomii le-au găsit provenind de pe discuri de acreție care au atins limitele lor Eddington. Dar acest lucru este diferit.

„OZN-urile sunt adesea detectate la sau peste limita Eddington; acest rezultat semnalează că acumularea găurii negre are potențialul de a modela galaxiile gazdă chiar și la fracțiuni Eddington modeste”, scriu autorii în cercetare.

Acreția găurii negre și OZN-urile rezultate pot stinge formarea stelelor din apropierea centrului galactic prin eliminarea întregului gaz. Vântul puternic duce, de asemenea, combustibilul SMBH și, fără gaz nou care să-și alimenteze discul de acreție, emite mult mai puțină lumină.

„Este foarte puțin obișnuit să observi vânturi ultrarapide și chiar mai puțin obișnuit să fie detectat. vânturi care au suficientă energie pentru a modifica caracterul galaxiei gazdă. Faptul că Markarian 817 a produs aceste vânturi timp de aproximativ un an, fără a fi într-o stare deosebit de activă, sugerează că găurile negre ar putea remodela galaxiile lor gazdă mult mai mult decât se credea anterior. a adăugat coautorul Elias Kammoun, astronom la Universitatea Roma Tre din Italia.

Mai multe telescoape și observatoare au contribuit la această descoperire. Când materialul dintr-un disc de acreție se încălzește, emite raze X. Cu toate acestea, când cercetătorii au observat Markarian 817 cu observatorul Swift al NASA, razele X au fost aproape nedetectabile. „Semnalul cu raze X era atât de slab, încât eram convins că făceam ceva greșit!” a exclamat autorul principal Miranda Zak.

Dar Swift nu este cel mai bun observator de raze X al nostru. Așadar, astronomii au apelat la observatorul de raze X XMM-Newton al ESA. Aceste observații au arătat că OZN-ul lui Markarian 817 bloca razele X din corona SMBH, împrejurimile imediate ale găurii. Un alt observator de raze X, telescopul NuSTAR al NASA, a confirmat aceste observații: razele X erau acolo, doar ascunse.

OZN-ul lui Markarian 817 a durat doar aproximativ un an. Dar în acel timp, a remodelat centrul galaxiei. Acest studiu arată în detaliu clar modul în care găurile negre și galaxiile lor gazdă se modelează reciproc și au efecte puternice asupra evoluției celeilalte.

Studiul pune, de asemenea, în lumină de ce unii centri galactici, inclusiv Calea Lactee, nu t prezintă multă formare de stele active. SMBH-urile din centrele lor au aruncat în aer gazul de formare a stelelor. Dar acest lucru se poate întâmpla numai dacă OZN-ul este suficient de puternic și suficient de lung.

Acreția și feedback-ul SMBH și modul în care modelează galaxia care îl găzduiește este ceva despre care astrofizicienii sunt dornici să afle mai multe. În acest caz, XMM-Newton de la ESA a jucat un rol critic în determinarea a ceea ce se întâmplă în Markarian 817.

Norbert Schartel este un om de știință pentru XMM-Newton. Deși nu face parte direct din această cercetare, Schartel a vorbit despre cât de important este XMM-Newton pentru a descifra ceea ce se întâmplă în apropierea SMBH-urilor.

„Multe probleme restante în studiul găurilor negre sunt o chestiune de a realiza detectări prin observații lungi care se întind pe mai multe ore pentru a surprinde evenimente importante. Acest lucru evidențiază importanța primordială a misiunii XMM-Newton pentru viitor. Nicio altă misiune nu poate oferi combinația dintre sensibilitatea sa ridicată și capacitatea sa de a face observații lungi și neîntrerupte", a spus Schartel.

(Fluierul)