Astronomowie od dawna podejrzewają, że coś musi utrudniać aktywne powiększanie czarnych dziur, ponieważ większość galaktyk we wszechświecie lokalnym ich nie ma. Teraz Gemini Observatory uchwyciło galaktyczną kontrolę i równowagę - odpływ kwazara na dużą skalę w galaktyce Markarian 231, który wydaje się pozbawiać supermasywną czarną dziurę diety gazu i pyłu.
Praca jest efektem współpracy Davida Rupke z Rhodes College w Tennessee i Sylvaina Veilleux z University of Maryland. Wyniki zostaną opublikowane w numerze z 10 marcaThe Astrophysical Journal Letters.
Markarian 231 (12h56'14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) znajduje się około 600 milionów lat świetlnych stąd w kierunku gwiazdozbioru Ursa Major. Chociaż jego masa jest niepewna, niektóre szacunki wskazują, że Mrk 231 ma masę w gwiazdach około trzy razy masę Drogi Mlecznej, a jej centralna czarna dziura ma masę co najmniej 10 milionów mas Słońca, a także około trzy razy większą supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej.
Modelowanie teoretyczne w szczególności wskazuje na odpływy kwazara jako przeciwwagę dla wzrostu czarnej dziury. W tej pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, podczas gdy czarna dziura aktywnie gromadzi masę jako kwazar, odpływy odprowadzają energię i materiał, hamując dalszy wzrost. Wcześniej obserwowano odpływy na małą skalę, ale żaden z nich nie był wystarczająco silny, aby uwzględnić ten przewidywany i fundamentalny aspekt ewolucji galaktyk. Obserwacje Bliźniąt dostarczają pierwszych wyraźnych dowodów na odpływy wystarczająco silne, aby wesprzeć proces niezbędny do zagłodzenia galaktycznej czarnej dziury i zahamowania powstawania gwiazd poprzez ograniczenie dostępności nowego materiału.
Autor badania Veilleux twierdzi, że Mrk 231 jest idealnym laboratorium do badania wypływów spowodowanych przez informacje zwrotne z supermasywnych czarnych dziur: „Ten obiekt jest prawdopodobnie najbliższym i najlepszym przykładem, jaki znamy z dużej galaktyki na końcowych etapach gwałtownego połączenia i podczas tego procesu zrzucenia kokonu i ujawnienia bardzo energicznego kwazara centralnego. To naprawdę ostatnie westchnienie tej galaktyki; czarna dziura odbija kolejne posiłki w zapomnienie! ” Choć skrajne są nawyki żywieniowe Mrk 231, Veilleux dodaje, że prawdopodobnie nie są one wyjątkowe: „Kiedy patrzymy głęboko w kosmos i cofamy się w czasie, kwazary takie jak ten są widoczne w dużych ilościach i wszystkie mogły przeżyć wypadki jak ten, którego jesteśmy świadkami w Mrk 231. ”
Chociaż Mrk 231 jest niezwykle dobrze zbadany i znany ze swoich skolimowanych dżetów, obserwacje Gemini ujawniły szeroki odpływ rozciągający się we wszystkich kierunkach przez co najmniej 8000 lat świetlnych wokół jądra galaktyki. Uzyskane dane ujawniają gaz (charakteryzujący się sodem, który pochłania żółte światło) odpływający z centrum galaktyki z prędkością ponad 1000 kilometrów na sekundę. Przy tej prędkości gaz mógłby przepłynąć z Nowego Jorku do Los Angeles w około 4 sekundy. Odpływ ten usuwa gaz z jądra z niesamowitą szybkością - ponad 2,5 razy większą niż szybkość formowania się gwiazd. Obserwowane prędkości eliminują gwiazdy jako możliwy „silnik” napędzający odpływ. Pozostawia to samą czarną dziurę jako najbardziej prawdopodobnego winowajcę i może z łatwością wyjaśnić ogromną wymaganą energię.
Zaangażowana energia jest wystarczająca, aby zmieść materię z galaktyki. Jednak „gdy mówimy, że galaktyka jest rozerwana na strzępy, mamy na myśli jedynie gaz i pył w galaktyce”, zauważa Rupke. „Galaktyka to głównie gwiazdy na tym etapie swojego życia, a odpływ nie ma na nie wpływu. Najważniejsze jest to, że fajerwerki formowania się nowych gwiazd i karmienia czarnych dziur dobiegają końca, najprawdopodobniej w wyniku tego odpływu. ”
Źródło: komunikat prasowy Gemini. Artykuł pojawia się tutaj. Zobacz także niektóre galaktyczne animacje łączenia, dzięki uprzejmości Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
