Přemýšleli jste někdy, jaké by to bylo pozorovat, co se stane s galaxií poblíž černé díry? Pro všechny z nás, kteří si pamatují ten nádherný film Disney, by to byl pozoruhodný - ne-li hypnotický - zážitek. Nyní, díky výkonným pozorovacím nástrojům Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), měly dva mezinárodní astronomické týmy příležitost studovat trysky černých děr poblíž jejich galaktických jader a vidět, jak ovlivňují jejich okolí. Vědci zachytili dosud nejlepší pohled na oblak molekulárního plynu obklopující blízkou, klidnou černou díru a byli nadaní překvapivým pohledem na základnu masivního paprsku poblíž vzdáleného.
Toto nejsou lehká váha. Černé díry, které astronomové studují, váží několik miliard miliard solárních hmot a jejich domy jsou středem téměř všech galaxií ve vesmíru - včetně Mléčné dráhy. Kdysi dávno byly tyto záhadné galaktické jevy rušným tvorem. Pohlcovali obrovské množství hmoty ze svého okolí a zářili jako jasné majáky. Tyto rané černé díry tlačí malé množství látky, kterou přebrali vysoce výkonnými tryskami, ale jejich současné protějšky nejsou tak aktivní. I když se věci mohly časem změnit, korelace proudů černé díry a jejich okolí stále hraje klíčovou roli ve vývoji galaxií. V posledních studiích, které byly obě dnes zveřejněny v časopise Astronomy & Astrofyzics, astronomové použili ALMA ke zkoumání proudů černé díry ve velmi různých měřítcích: blízká a relativně tichá černá díra v galaxii NGC 1433 a velmi vzdálený a aktivní objekt nazvaný PKS 1830-211.
„ALMA odhalila překvapivou spirálovou strukturu v molekulárním plynu blízko centra NGC 1433,“ říká Françoise Combes (Observatoire de Paris, Francie), která je hlavním autorem prvního článku. "To vysvětluje, jak materiál teče do paliva pro černou díru." S ostrými novými pozorováními od ALMA jsme objevili paprsek materiálu vytékající pryč z černé díry a prodlužující se pouze 150 světelných let. Toto je nejmenší takový molekulární odtok, jaký kdy byl pozorován ve vnější galaxii. “
Potřebujete zpětnou vazbu? Tak se tomu přesně říká tento proces. „Zpětná vazba“ nás může poučit o vztahu mezi hmotou černé díry a hmotou okolní galaktické boule. Černá díra spotřebovává plyn a stává se aktivním, ale poté vytváří trysky, které proplachují plyn z jeho blízkosti. Toto zastaví tvorbu hvězd a řídí růst centrální boule. V PKS 1830-211, Ivan Marti-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Švédsko) a jeho tým byli svědky supermasivní černé díry s proudovým paprskem, „ale mnohem jasnější a aktivnější v ranném vesmíru. Je to neobvyklé, protože jeho brilantní světlo prochází masivní intervenující galaxií na své cestě k Zemi a gravitačním objektivem je rozděleno na dva obrazy. “
Jsou supermasivní černé díry chaotický jedlíci? To se vsaď. Byly případy, kdy supermasivní černá díra neočekávaně spotřebuje ohromující množství hmoty, které zase turbo-nabije energii trysek a rozsvítí výstup záření do samého vrcholu energetického výstupu. Tato energie je emitována jako paprsky gama, nejkratší vlnová délka a nejvyšší energetická forma elektromagnetického záření. A nyní ALMA náhodou zachytil jednu z těchto událostí, jak se to stalo v PKS 1830-211.
„Pozorování ALMA v tomto případě poruchy trávení černých děr bylo naprosto serendipitózní. Pozorovali jsme PKS 1830-211 za jiným účelem, a pak jsme zaznamenali jemné změny barvy a intenzity mezi obrázky gravitační čočky. Velmi pečlivý pohled na toto neočekávané chování nás vedl k závěru, že jsme pozorovali, jen velmi šťastnou náhodou, právě v době, kdy do tryskové základny černé díry vstoupila nová nová hmota, “říká Sebastien Muller, co autor druhého příspěvku.
Stejně jako u všech astronomických pozorování je klíčem k objevu potvrzení. Objevily se nálezy ALMA na jiných teleskopických pozorováních? Odpověď je ano. Díky monitorovacím pozorováním s kosmickým dalekohledem Fermi Gamma-ray NASA byl jednoznačný podpis gama paprsku přesně tam, kde by měl být. Kdokoli byl zodpovědný za rozšiřování záření na dlouhých vlnových délkách ALMA, byl také zodpovědný za působivé osvětlení světla trysky černé díry.
„Je to poprvé, kdy bylo takové jasné spojení mezi paprsky gama a submilimetrovými rádiovými vlnami navázáno na skutečnou základnu trysky černé díry,“ dodává Sebastien Muller.
Není to však konec příběhu. Je to jen začátek. ALMA bude i nadále zkoumat záhadná fungování supermasivních trysek s černou dírou - blízko i daleko. Combes a její vyšetřovací tým již pozorují blízké aktivní galaxie s ALMA a dokonce jedinečný objekt katalogizovaný jako PKS 1830-211. Výzkum bude pokračovat a jednoho dne budeme mít odpovědi na mnoho otázek.
"Stále je toho co se naučit o tom, jak černé díry mohou vytvořit tyto obrovské energetické paprsky hmoty a záření," uzavírá Ivan Marti-Vidal. "Nové výsledky, získané ještě před dokončením ALMA, však ukazují, že se jedná o jedinečně silný nástroj pro zkoušení těchto trysek - a objevy teprve začínají!"
Původní zdroj příběhu: ESO News Release.
