Teleskop NASA odkrywa gigantyczny dżet czarnej dziury jak nigdy dotąd

Cząsteczki wystrzeliwane z supermasywnego materiału czarna dziura Z nowych badań wynika, że ​​odrzutowiec wydaje się poruszać z prędkością bliską prędkości światła — znacznie szybciej, niż naukowcy wcześniej to mierzyli.

Podczas gdy większość obserwacji czarnych dziur w przestrzeń są za pomocą radioteleskopów, wykorzystał zespół badawczy NASAObserwatorium Rentgenowskie Chandra, aby zbadać ich dżety w nowym świetle – dosłownie. To, co odkryli za pomocą teleskopu rentgenowskiego, było zaskakujące.

„Pokazaliśmy nowe podejście do badania odrzutowców i myślę, że jest jeszcze wiele interesującej pracy do wykonania” – powiedział David Bogensberger, główny autor badania, w oświadczenie.

Czarnych dziur było niewiele więcej niż teoria sprzed 50 lat – szalone matematyczne rozwiązanie problemu fizycznego – i nawet najlepsi astronomowie w swojej dziedzinie nie byli do końca przekonani o ich istnieniu.

Dziś supermasywne czarne dziury są nie tylko akceptowane przez naukę, ale wręcz ją zdobywają zrobione zdjęcia przez zbiór ogromnych, zsynchronizowanych anten radiowych na Ziemi. Supermasywne czarne dziurymiliony do miliardów razy masywniejsze niż słonecznyUważa się, że czai się w centrum praktycznie wszystkie duże galaktyki.

Wiemy tyle: wpadnięcie do czarnej dziury to automatyczny wyrok śmierci. Wszelkie kosmiczne rzeczy, które podchodzą zbyt blisko, osiągają punkt, z którego nie ma powrotu. Naukowcy zaobserwowali jednak coś dziwnego na krawędzi dysków akrecyjnych czarnych dziur – pierścień szybko wirującej materii wokół dziury, podobny do wiru wody wokół odpływu wanny: Niewielka ilość tej substancji może nagle zostać przekierowany.

Kiedy tak się stanie, cząstki o wysokiej energii mogą zostać wyrzucone na zewnątrz jako para odrzutowcówwybuchające w przeciwnych kierunkach, chociaż astronomowie nie odkryli dokładnie, jak one działają. Dżety emitują wyraźne emisje radiowe, ale zaobserwowano także, że są zaskakująco jasne także w promieniowaniu rentgenowskim.

Należąca do NASA sonda kosmiczna Chandra X-ray Observatory wystrzelona w 1999 roku.
Źródło: ilustracja Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla należącej do NASA

Dlatego Bogensberger, doktorant na Uniwersytecie Michigan, postanowił przyjrzeć się czarnej dziurze w centrum galaktyki Centaurus Ajedna z najjaśniejszych galaktyk na niebie, oddalona o około 12 milionów lat świetlnych od Ziemi, w promieniach rentgenowskich. Dla porównania, jeden rok świetlny to prawie 6 bilionów mil.

Wykorzystując dane zebrane już przez obserwatorium kosmiczne w latach 2000–2022, Bogensberger opracował algorytm komputerowy do śledzenia jasnych brył w dżetach, które astronomowie nazywają węzłami. Śledzenie węzłów w ustalonych ramach czasowych jest sposobem pomiaru prędkości.

Po wyśledzeniu szczególnie jednego węzła zespół odkrył, że porusza się on z co najmniej 94 procentami prędkości światła. Było to znacznie szybciej niż to, co naukowcy zaobserwowali w falach radiowych, przy czym węzeł z tego samego dżetu czarnej dziury poruszał się z prędkością 80 procent prędkości światła. The papier został opublikowany w Dziennik astrofizyczny.

Zespół nie tylko odkrył szybsze skupiska w paśmie rentgenowskim, ale dane pokazały również, że najszybsze węzły nie znajdowały się najbliżej czarnej dziury, jak zaobserwowano w falach radiowych. Zamiast tego najszybsze węzły tworzyły te w środkowej części strumieni.

Co to wszystko oznacza? Odpowiedzią jest obecnie emoji wzruszenia ramionami, ale Bogensberger zamierza wykorzystać swoją metodę do zebrania większej ilości danych obserwując dżety innych supermasywnych czarnych dziur.

„Kluczem do zrozumienia tego, co dzieje się w dżecie, może być zrozumienie, w jaki sposób różne pasma długości fal śledzą różne części środowiska” – powiedział. „Teraz mamy taką możliwość”.