10 квинтилиона хидрогенских бомби сваке секунде: Веб открива масивну галактичку ерупцију

Користећи податке НАСА-иног свемирског телескопа Џејмс Веб, истраживачи су открили огромне облаке изузетно врућег гаса који избијају са обе стране галаксије. Ове блиставе структуре формирају две дугачке, уске маглине које покреће интензивна активност око супермасивне црне рупе у језгру галаксије. Свака маглина се протеже најмање три килопарсека у дужину (један парсек је једнак отприлике 19 трилиона миља).

Поређења ради, цео диск галаксије ВВ 340а мери само око три килопарсека у дебљини.

„У другим галаксијама, ова врста гаса са високом енергијом је скоро увек ограничена на неколико десетина парсека од црне рупе галаксије, а наше откриће премашује оно што се обично види за фактор од 30 или више“, рекао је главни аутор Јустин Кадер, постдокторски истраживач из физике и астрономије УЦ Ирвине.

Откривени моћни млазници црних рупа

Радио запажања из веома великог низа Карла Г. Јанског у близини Сан Агустина у Новом Мексику открила су пар масивних плазма млазова који излазе са супротних страна галаксије. Познато је да се ови млазови формирају када гас који пада у супермасивну црну рупу достигне екстремне температуре и ступи у интеракцију са моћним магнетним пољима. Као резултат тога, материјал под напоном се лансира напоље огромном брзином.

У још већим размерама, млазнице прате спиралну путању кроз свемир. Овај образац указује на процес познат као „прецесија млаза“, који се односи на постепено померање смера млаза током времена, слично спором љуљању врха који се окреће.

„Ово је прво посматрање прецесирајућег радио-млазњака величине килопарсека у диск галаксији“, рекао је Кадер. „Према нашим сазнањима, ово је први пут да смо видели килопарсек, или галактичке размере, који претходи радио млазу који покреће масивни одлив короналног гаса.

Ретки коронални гас се протеже далеко изван галаксије

Док млазнице гурају напоље, тим верује да се сударају са околним материјалом унутар галаксије, терајући га даље од центра и загревајући га до екстремних температура. Овај процес ствара оно што научници називају гасом коронарне линије, назив који је позајмљен из спољашње атмосфере Сунца да опише високо јонизовану, суперврућу плазму.

Према Кадеру, овај тип короналног гаса се обично налази веома близу црне рупе и ретко се шири далеко у галаксију домаћина. Скоро никада се не открива изван саме галаксије, што нова запажања чини веома необичним.

Сама снага одлива је запањујућа. Кадер је рекао да је енергија коју носи коронални гас еквивалентна 10 квинтилиона хидрогенских бомби које експлодирају сваке секунде.

„Пронашли смо најширу и најкохерентнију структуру короналног гаса до сада“, рекла је виши коаутор Вивиан У, бивши истраживачки астроном УЦ Ирвине, који је сада научни сарадник у Цалтецх-овом центру за инфрацрвену обраду и анализу. „Очекивали смо да ЈВСТ отвори прозор таласне дужине где ће нам ови алати за испитивање активних супермасивних црних рупа бити доступни, али нисмо очекивали да ћемо видети тако високо колимирану и проширену емисију у првом објекту који смо погледали. Било је то лепо изненађење.“

Више телескопа открива насилну историју

Потпуна слика млазњака и ужареног короналног гаса појавила се тек након што су истраживачи комбиновали податке из неколико опсерваторија. Посматрања телескопа Кецк ИИ на Хавајима који је управљао Универзитетом Калифорније открила су хладнији гас који се протеже много даље од галаксије, достижући удаљености до 15 килопарсека од црне рупе.

Научници сматрају да овај хладнији материјал представља „фосилни запис“ раније активности млаза. Вероватно се састоји од остатака остатака из претходних епизода када је црна рупа избацила гас из језгра галаксије.

Зашто је свемирски телескоп Џејмс Веб био неопходан

Сам коронални гас детектовао је Веб телескоп, који кружи око Сунца око милион миља од Земље. Као највећи свемирски телескоп икада направљен, Веб посматра универзум у инфрацрвеном светлу, омогућавајући му да види објекте скривене од традиционалних телескопа видљиве светлости.

Ова способност је била критична за проучавање ВВ 340а. Галаксија садржи велике количине прашине која блокира видљиву светлост, спречавајући телескопе попут Кека да виде дубоко у њену унутрашњост. Инфрацрвена светлост, међутим, пролази кроз прашину, чинећи еруптирајући коронални гас јасно видљивим на Вебовим сликама.

Млазњаци који гасе формацију звезда

Утицај млазова црне рупе на галаксију је драматичан. Према студији, ВВ 340а сваке године губи довољно гаса да формира 19 звезда попут нашег Сунца.

„Оно што заиста ради је значајно ограничавање процеса формирања звезда у галаксији загревањем и уклањањем гаса који ствара звезде“, рекао је Кадер.

Трагови прошлости и будућности Млечног пута

Чини се да ниједан сличан млазњак данас није активан у Млечном путу. Међутим, Кадер је приметио да докази сугеришу да је наша сопствена супермасивна црна рупа доживела догађај храњења пре око два милиона година, нешто за шта је рекао да су рани људски преци као што је Хомо еректус можда били сведоци на ноћном небу.

Са открићем овог ретког претходног млаза и његовог масивног одлива гаса, истраживачи сада планирају да испитају друге галаксије на сличне карактеристике. Њихов циљ је да боље разумеју колико моћна активност црне рупе може утицати на дугорочну еволуцију галаксија попут Млечног пута.

„Узбуђени смо што ћемо наставити да истражујемо такве никада раније виђене феномене на различитим физичким скалама галаксија користећи запажања из ових најсавременијих алата, и једва чекамо да видимо шта ћемо још пронаћи“, рекао је У.

Финансирање истраживања обезбедили су НАСА и Национална научна фондација.