Stosunkowo mała czarna dziura wytwarza niezwykle potężne strumienie, tworząc ogromny bąbel gorącego gazu. Ale najbardziej niezwykłą cechą tej niezwykłej czarnej dziury nie jest jej energia wyjściowa, ale w jaki sposób emituje energię.
„Wydajność energetyczna jest imponująca, ale jest porównywalna z jasnością promieniowania rentgenowskiego tak zwanych ultradźwiękowych źródeł promieniowania rentgenowskiego”, powiedział Manfred Pakull, główny autor nowego artykułu opublikowanego dzisiaj w Nature. „Pojęcie, że istnieją elektrownie, które wytwarzają większość swojej energii w postaci dżetów (energii kinetycznej), a nie jako promieniowania (fotonów), jest dość nowe”.
Wiadomo, że czarne dziury uwalniają niewiarygodną ilość energii, kiedy połykają materię, a jak Pakull powiedział Space Magazine, wcześniej sądzono, że większość energii pochodzi z promieniowania, głównie promieni rentgenowskich. Ale ta nowa czarna dziura, zwana S26, pokazuje, że niektóre czarne dziury mogą uwalniać co najmniej tyle samo energii, a być może znacznie więcej, w postaci skolimowanych strumieni szybko poruszających się cząstek.
„Ta czarna dziura to zaledwie kilka mas Słońca, ale jest prawdziwą miniaturową wersją najpotężniejszych kwazarów i galaktyk radiowych”, powiedział Pakull, „które zawierają czarne dziury o masach kilka milionów razy większych niż Słońce”.
Obiekt ten jest mikrokwazarem, który tworzą dwa obiekty - albo biały karzeł, gwiazda neutronowa, albo czarna dziura, wraz z gwiazdą towarzyszącą. Promienie X są wytwarzane przez materię spadającą z jednego komponentu na drugi i mogą wytwarzać strumienie cząstek o dużej prędkości. Szybkie strumienie uderzają w otaczający gaz międzygwiezdny, ogrzewając go i wyzwalając rozszerzający się pęcherzyk wykonany z gorącego gazu i ultraszybkich cząstek zderzających się w różnych temperaturach.
Z kilkunastu mikrokwazarów znalezionych w Galaktyce Drogi Mlecznej większość pęcherzyków jest dość mała, o średnicy mniejszej niż 10 lat świetlnych. Ale ta ma 1000 lat świetlnych. Ponadto ten mikrokwazar jest dziesiątki razy silniejszy niż te, które wcześniej widzieliśmy.
Za pomocą bardzo dużego teleskopu ESO i teleskopu rentgenowskiego Chandra NASA Pakull i jego zespół byli w stanie obserwować obszary, w których dżety uderzają w gaz międzygwiezdny wokół czarnej dziury i zobaczyli, że bąbel gorącego gazu pompuje się z prędkością prawie milion kilometrów na godzinę.
Dżety są równie imponujące, mają długość około 300 parsek i chociaż potężne dżety były widziane z supermasywnych czarnych dziur, uważano je za rzadsze w mniejszej odmianie mikrokwazara. To nowe odkrycie może spowodować, że astronomowie przyjrzą się bliżej innym mikrokwazarom.
„Długość dysz w NGC 7793 jest niesamowita w porównaniu z rozmiarem czarnej dziury, z której zostały wystrzelone” - powiedział współautor Robert Soria. „Gdyby czarna dziura została zmniejszona do wielkości piłki nożnej, każdy odrzutowiec rozciągałby się od Ziemi poza orbitę Plutona.”
S26 znajduje się 12 milionów lat świetlnych stąd, na obrzeżach galaktyki spiralnej NGC 7793. Na podstawie wielkości i prędkości ekspansji bańki astronomowie stwierdzili, że aktywność odrzutowca musiała być kontynuowana przez co najmniej 200 000 lat.
Z całą tą niesamowitą prędkością, rozmiarem i aktywnością, co Pakull i jego zespół projektują jako przyszłość tego mikrokwazara?
„Tak, prędkość ekspansji (275 km / s) jest imponująca, ale z czasem będzie się zmniejszać”, powiedział Pakull dla czasopisma Space Magazine. „Gdyby był znacznie niższy przy, powiedzmy, 70 km / s, zszokowany gaz nie emitowałby tak dużo światła optycznego (na przykład serii wodoru z Balmera) i nie wykryłby bańki. Przyszłość S26 zależy od ewolucji centralnego mikrokwazara, który emituje strumienie. Oczekuję, że może być aktywny przez kolejne 100 000 do kilku milionów lat. ”
Pakull powiedział, że interesujące jest wyobrażenie sobie, co by się stało, gdyby mikrokusar nagle przestał emitować dżety. „Wtedy bańka nie zniknie nagle, ale będzie świecić jak przedtem przez kolejne 100 000 lat” - powiedział. „Przypominałoby pozostałość po supernowej, aczkolwiek ze 100-krotnie wyższą zawartością energii.”
Pakull dodał, że to nowe odkrycie pomoże astronomom zrozumieć podobieństwo między małymi czarnymi dziurami utworzonymi z eksplodujących gwiazd a supermasywnymi czarnymi dziurami w centrach galaktyk, i ma nadzieję, że ta praca będzie stymulować bardziej teoretyczną pracę nad tym, jak czarne dziury wytwarzają energię.
Źródła: ESO, wymiana e-maili z Manfredem Pakullem.
