Nedávno byla chycena superhmotná černá díra, která pohltila hvězdu a proud částic, z nichž černá díra vyprchala, mohl odhalit tajný princip, který řídí růst galaxií.
Svátek černé díry byl poprvé detekován 11. listopadu 2014 rentgenovými a radioteleskopy po celém světě. Signály, které pocházejí ze 300 miliónů světelných let od Země, zachytily brutální poslední okamžiky hvězdy, známé jako odlesk přílivové narušení. K tomuto výbuchu elektromagnetické energie dochází, když obrovský gravitační tah černé díry roztrhne předcházející hvězdu.
"Černá díra nejprve zničí hvězdu. Z ní se vytvoří polévka," řekl Dheeraj Pasham, postdoktorandský výzkumný pracovník v Kavli Institute pro astrofyziku a vesmírný výzkum na Massachusetts Institute of Technology, a hlavní autor článku publikovaného tento týden v Astrophysical Journal. "Když se to stane, uvidíme na obloze náhlý záblesk záření. Polévka postupně padne do černé díry, a tak se černá díra živí."
Ale byl tu jeden matoucí problém ohledně signálu: Zatímco obraz v rentgenových signálech byl téměř totožný se vzorem v rádiových signálech spojených s událostí, radiový signál odrážel to, co se stalo s rentgenovým signálem o 13 dní dříve. To znamená, že když se rentgenový signál zesvětlí, rádiový signál by toto zvýšení jasu zrcadlil téměř o dva týdny později.
To vedlo astronomy k domněnce, že zdrojem rentgenového signálu musí být hmota přitahovaná k černé díře a pod její energií, zatímco rádiové vlny pocházejí z proudu vysoce energizovaného materiálu unikajícího z černé díry, nazývaného relativistický paprsek.
Dříve si vědci mysleli, že rádiové vlny pocházejí z exploze hvězdy, protože ji zasáhly přílivové vlny z černé díry. Podle této hypotézy exploze energizuje plazmové částice v okolním prostoru a tyto energizované částice pak emitují rádiové vlny. Pokud by tomu tak ale bylo, neexistoval by žádný vztah mezi rádiovými vlnami a rentgenovými paprsky vytvářenými materiálem padajícím do černé díry, uvedli vědci.
"Tvrdíme, že toto spojení mezi rádiem a rentgenovým zářením nám říká, že rádio musí pocházet z trysky a že tryska je regulována narůstáním," nebo růst černé díry, řekl Pasham Live Science. "Data jasně ukazují, že cokoli, co spadne do černé díry, pohání proud."
Když černá díra pohltí více „hvězdné polévky“, proud unikající z černé díry se posílí. Tato studie představuje poprvé, kdy astronomové spatřili takovou korelaci v jednom předmětu, uvedli vědci.
„Říká to, že rychlost podávání černé díry řídí sílu trysky, kterou vytváří,“ řekl Pasham v prohlášení. "Dobře nakrmená černá díra vytváří silný paprsek, zatímco podvyživená černá díra způsobuje slabý proud nebo vůbec žádný proud."
Galaxy růst
Pasham řekl, že pokud budoucí pozorování ukáží podobný vzorec, vědci by mohli začít chápat původ tajemných proudů. Tyto trysky proudily z černých děr téměř rychlostí světla a někteří astronomové věří, že trysky mohou být zdrojem galaktických kosmických paprsků, proudy vysokoenergetických částic se přibližují vesmírem na velké vzdálenosti.
"Jak jsou trysky vypouštěny černými dírami, to je velké tajemství astrofyziky," řekl Pasham.
Kromě toho, pokud jednoduchý vztah spojuje rychlost narůstání nebo rychlost, jakou černá díra pohupuje hmotu, s velikostí relativistického proudu černé díry, může tento vztah ovlivnit růst galaxií, uvedli vědci v prohlášení. To proto, že galaxie rostou, když se vytvářejí nové hvězdy, ale formování hvězd vyžaduje nízké teploty. Trysky černé díry mezitím zahřívají okolní prostředí, což by mohlo způsobit, že bude dočasně příliš horké na to, aby se vytvořily nové hvězdy. Znalosti velikosti trysek s černou dírou by pak mohly být použity k predikci rychlosti růstu galaxie, uvedli vědci.
"Pokud je rychlost, kterou se černá díra krmí, úměrná rychlosti, kterou čerpá energii, a pokud to skutečně funguje pro každou černou díru, je to jednoduchý předpis, který můžete použít při simulacích vývoje galaxie," řekl Pasham v prohlášení. "Takže to ukazuje na nějaký větší obrázek."
