Ve vzdálenosti sto milionů světelných let uprostřed supermasivní černé díry se nachází uprostřed galaxického clusteru jménem Ophiuchus. Ačkoli černé díry jsou známé tím, že nasávají okolní materiál, někdy vytlačují materiál ve tryskách. Tato černá díra je místem téměř nepředstavitelně silné exploze, která vznikla, když bylo vyhnáno obrovské množství materiálu.
"V některých ohledech je tento výbuch podobný tomu, jak erupce Mt. St. Helens v roce 1980 vytrhl vrchol hory. “
Simone Giantucci, hlavní autorka.
Shluk galaxií Ophiuchus je vzdálený asi 390 milionů světelných let. Uprostřed klastru je galaxie se supermasivní černou dírou. Astronomové využívající data z rentgenové observatoře Chandra a kosmické sondy XMM Newton z ESA viděli explozi černé díry. Také použili rádiová pozorování z Murchison Widefield Array (MWA) v Austrálii a Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) v Indii.
Tým za touto prací zveřejnil své výsledky v The Astrophysical Journal. Jejich článek je nazván „Objev obrovského fosilního rádia v clusteru galaxií Ophiuchus.“ Hlavním autorem příspěvku je Simona Giacintucci z Naval Research Laboratory ve Washingtonu, DC.
"V některých ohledech je tento výbuch podobný tomu, jak erupce Mt. Heleny v roce 1980 vytrhly vrchol hory, “uvedl hlavní autor Giacintucci. "Zásadní rozdíl spočívá v tom, že do kráteru, který tato erupce zasáhla do horkého plynu klastru, můžete umístit patnáct galaxií Mléčné dráhy v řadě."
Díra vytvořená explozí se nazývá fosilní rádio. Je vytesán z prostoru tryskami nebo paprsky přehřátého materiálu, který vybuchne z černé díry a srazí se s okolním materiálem. Tyto trysky jsou výsledkem toho, co astronomové nazývají aktivní galaktická jádra neboli AGN, která jsou emitována černými dírami, které se „živí“. V tomto případě byla vyřezaná oblast nejprve spatřena v Chandra obrazech oblasti jako neobvyklá zakřivená hrana. To bylo poprvé ohlášeno v roce 2016.
Autoři tohoto článku přemýšleli, jestli by černá díra nemohla vytvořit tuto zakřivenou hranu, ale tuto myšlenku diskontovala, myslela si, že žádná černá díra nemůže být tak silná. V tomto článku uvedli: „Došli jsme k závěru, že tato funkce je pravděpodobně způsobena dynamikou plynů spojenou s fúzí.“
V tomto novém článku dospěli autoři k jinému závěru. "Zdá se tedy, že se jedná o velmi staří fosilii nejsilnějšího výbuchu AGN, který byl zaznamenán v jakékoli galaxii."
Množství energie při výbuchu je ohromující. Uvolnil pětkrát více energie než předchozí držitel záznamu a stovky tisíckrát více než typické klastry.
Kříž ve značené verzi ukazuje, kde se nachází centrální galaxie. Nejchladnější a nejhustší plyn se nachází asi 6500 světelných let od centrální galaxie. Na tomto obrázku to odpovídá oblasti menší než kříž použitý k nalezení centrální galaxie a zdroj exploze. Zajímavé je, že pokud by se plyn pohyboval tak daleko od zdroje, pak by černá díra zdroje byla zbavena paliva pro svůj růst. To zase zastavilo trysky.
Podle tohoto nového článku se to přesně stalo. "AGN je v současné době vyhladovělý na vychlazování chladného plynu, protože pík hustoty plynu je přemístěn jádrovým rozbíjením," tvrdí autoři. "Samotná trhlina mohla být započata touto mimořádnou explozí, kdyby k ní došlo v asymetrickém plynovém jádru." Tento dinosaurus může být raným příkladem nové třídy zdrojů, které mají být odhaleny nízkofrekvenčními průzkumy shluků galaxií. “
Astronomové používají k popisu přemístění plynu termín „šplhání“. Je to podobné, jako by se v nádobě držela tekutina. Sloshing je obvykle vyvolán sloučením dvou galaxií, ale astronomové si myslí, že v tomto případě by to exploze mohla způsobit.
Zatímco předchozí příspěvek v roce 2016 byl založen výhradně na rentgenových datech Chandra, nový papír použil rentgenová data z XMM Newton ESA k nalezení neobvyklého zakřiveného prvku a jeho potvrzení. K dalšímu prozkoumání regionu použili také rádiová data ze dvou observatoří. Tato data potvrdila, že zakřivená hrana je skutečně hranou gigantické radiofosilní fosilní díry. Klíčem k tomu jsou rádiové emise mimo díru, které byly urychleny na téměř relativistické rychlosti. Fúze to nemohla udělat; dokázala jen masivní exploze materiálu.
"Rádiová data se vejde do rentgenového záření jako ruka v rukavici," řekl spoluautor Maxim Markevitch z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu. "Toto je klinik, který nám říká, že došlo k erupci bezprecedentní velikosti."
Erupce je v minulosti a astronomové nevidí žádný důkaz pokračující aktivity AGN z černé díry. To odpovídá údajům, které ukazují černou díru uvnitř obrovské bubliny své vlastní tvorby.
"Jak je tomu často v astrofyzice, opravdu potřebujeme pozorování na více vlnových délkách, abychom skutečně pochopili fyzikální procesy v práci," řekla Melanie Johnston-Hollitt, spoluautorka Mezinárodního centra pro radioastronomii v Austrálii. "Mít kombinované informace z rentgenových a rádiových dalekohledů odhalil tento mimořádný zdroj, ale k zodpovězení mnoha zbývajících otázek, které tento objekt představuje, bude zapotřebí více údajů."
Více:
- Tisková zpráva: Výbuch s rekordními výsledky v černé díře
- Space Magazine: Co jsou aktivní galaktická jádra?
- Výzkumný článek: Objev obří radiofosílie v clusteru galaxií Ophiuchus
