W odległości setek milionów lat świetlnych supermasywna czarna dziura znajduje się w centrum gromady galaktyk o nazwie Ophiuchus. Chociaż czarne dziury są znane z zasysania otaczającego materiału, czasami wydalają materiał w dżetach. Ta czarna dziura jest miejscem niemal niewyobrażalnie potężnej eksplozji, powstającej, gdy wyrzucono ogromną ilość materiału.
„Pod pewnymi względami ten podmuch jest podobny do wybuchu Mt. St. Helens w 1980 r. Zerwał ze szczytu góry. ”
Simone Giantucci, główny autor.
Gromada galaktyk Ophiuchus znajduje się w odległości około 390 milionów lat świetlnych. W centrum gromady znajduje się galaktyka z supermasywną czarną dziurą. Astronomowie korzystający z danych z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i statku kosmicznego XMM Newton ESA ESA zobaczyli eksplozję czarnej dziury. Wykorzystali także obserwacje radiowe z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Zespół odpowiedzialny za tę pracę opublikował wyniki w The Astrophysical Journal. Ich artykuł zatytułowany jest „Odkrycie gigantycznej skamieliny radiowej w gromadzie galaktyk Ophiuchus”. Głównym autorem artykułu jest Simona Giacintucci z Naval Research Laboratory w Waszyngtonie.
„Pod pewnymi względami ten podmuch jest podobny do wybuchu Mt. Helens w 1980 r. Zerwała szczyt góry - powiedział główny autor Giacintucci. „Kluczową różnicą jest to, że można zmieścić piętnaście galaktyk Drogi Mlecznej z rzędu w kraterze, a ta erupcja uderzyła w gorący gaz gromady”.
Dziura utworzona przez eksplozję nazywa się skamieliną radiową. Jest wycięty w przestrzeni przez strumienie lub wiązki przegrzanego materiału, które wybuchają z czarnej dziury i zderzają się z otaczającym materiałem. Strumienie te są wynikiem tego, co astronomowie nazywają aktywnymi jądrami galaktycznymi lub AGN, emitowanymi przez czarne dziury, które „karmią się”. W tym przypadku wycięty obszar został po raz pierwszy zauważony na zdjęciach tego obszaru jako niezwykła zakrzywiona krawędź. Po raz pierwszy o tym poinformowano w artykule z 2016 r.
Autorzy tego artykułu zastanawiali się, czy czarna dziura nie mogłaby wytworzyć tej zakrzywionej krawędzi, ale zlekceważyli ten pomysł, sądząc, że żadna czarna dziura nie byłaby tak potężna. W tym artykule powiedzieli: „Wnioskujemy, że ta funkcja najprawdopodobniej wynika z dynamiki gazu związanej z fuzją”.
W tym nowym artykule autorzy doszli do innego wniosku. „Wygląda zatem na bardzo starą skamielinę najpotężniejszego wybuchu AGN w każdej gromadzie galaktyk”.
Ilość energii w wybuchu jest oszałamiająca. Uwolnił pięć razy więcej energii niż poprzedni rekordzista i setki tysięcy razy więcej niż typowe klastry.
Krzyżyk w oznaczonej wersji pokazuje, gdzie znajduje się centralna galaktyka. Najfajniejszy i najgęstszy gaz znajduje się około 6500 lat świetlnych od centralnej galaktyki. Na tym zdjęciu odpowiada to obszarowi mniejszemu niż krzyż użyty do zlokalizowania centralnej galaktyki i źródła wybuchu. Co ciekawe, gdyby gaz przesunął się tak daleko od źródła, wówczas czarna dziura źródła byłaby pozbawiona paliwa do jego wzrostu. To z kolei zatrzyma dysze.
Według tego nowego artykułu dokładnie tak się stało. „AGN jest obecnie głodna akrecji chłodnego gazu, ponieważ szczyt gęstości gazu jest wypierany przez pękanie rdzenia” - twierdzą autorzy. „Samo przeszywanie mogłoby zostać wywołane przez tę niezwykłą eksplozję, gdyby miało miejsce w asymetrycznym rdzeniu gazowym. Ten dinozaur może być wczesnym przykładem nowej klasy źródeł, które zostaną odkryte przez badania gromad galaktyk o niskiej częstotliwości. ”
Astronomowie używają terminu „przemykanie”, aby opisać przemieszczenie gazu. Jest podobny do płynącego w pojemniku płynu. Spowolnienie jest zwykle wywoływane przez połączenie dwóch gromad galaktyk, ale astronomowie uważają, że w tym przypadku wybuch mógł to spowodować.
Podczas gdy poprzedni artykuł z 2016 r. Opierał się wyłącznie na danych rentgenowskich Chandra, nowy papier wykorzystywał dane rentgenowskie z XMM Newton ESA, aby wykryć niezwykłą zakrzywioną funkcję i potwierdzić ją. Wykorzystali również dane radiowe z dwóch obserwatoriów, aby dalej zbadać region. Dane te potwierdziły, że zakrzywiona krawędź jest rzeczywiście krawędzią gigantycznej dziury kopalnej radia. Kluczem do tego są emisje radiowe na zewnątrz dołka, które zostały przyspieszone do prawie relatywistycznych prędkości. Fuzja nie mogła tego zrobić; tylko potężna eksplozja materiału mogła.
„Dane radiowe mieszczą się w promieniach rentgenowskich jak dłoń w rękawicy” - powiedział współautor Maxim Markevitch z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „To klinkier mówi nam, że wybuchła tutaj niespotykana wcześniej wielkość”.
Erupcja ma już miejsce w przeszłości, a astronomowie nie widzą żadnych dowodów kontynuacji działalności AGN z czarnej dziury. To pasuje do danych pokazujących czarną dziurę w ogromnej bańce własnej produkcji.
„Jak to często bywa w astrofizyce, naprawdę potrzebujemy obserwacji na wielu długościach fal, aby naprawdę zrozumieć fizyczne procesy zachodzące w pracy”, powiedziała Melanie Johnston-Hollitt, współautorka Międzynarodowego Centrum Radio Astronomy w Australii. „Posiadanie połączonych informacji z teleskopów rentgenowskich i radiowych ujawniło to niezwykłe źródło, ale potrzeba więcej danych, aby odpowiedzieć na wiele pozostałych pytań, jakie stawia ten obiekt”.
Więcej:
- Informacja prasowa: Rekordowa eksplozja autorstwa Black Hole Spotted
- Space Magazine: Co to są aktywne jądra galaktyczne?
- Artykuł badawczy: Odkrycie gigantycznej skamieliny radiowej w gromadzie galaktyk Ophiuchus
