Astronómovia zachytili výbuch supermasívnej čiernej diery v blízkosti Zeme, ktorý sa na oblohe rozprestiera až 16-krát v splne

Astronómovia vytvárajú najkomplexnejší obraz rádiovej emisie z najbližšieho aktívne sa živiaceho supermasívu čierna diera na Zem.

Emisiu poháňa centrálna čierna diera v galaxii Centaurus A, vzdialenej asi 12 miliónov svetelných rokov.

Keď sa čierna diera živí padajúcim plynom, vyvrhuje materiál takmer rýchlosťou svetla, čo spôsobuje vznik „rádiových bublín“ počas stoviek miliónov rokov.

Pri pohľade zo Zeme sa výbuch z Centaura A teraz rozprestiera na oblohe osem stupňov – dĺžka 16 mesiacov v splne.

Bol zachytený pomocou teleskopu Murchison Widefield Array (MWA) na okraji Západnej Austrálie.

Centaurus A je masívna eliptická aktívna galaxia vzdialená 12 miliónov svetelných rokov. V jeho srdci je čierna diera, ktorej hmotnosť je 55 miliónov Sĺnk. Tento kombinovaný obrázok ukazuje Mliečnu dráhu a okolitý intergalaktický priestor na niekoľkých rôznych vlnových dĺžkach. Rádiová plazma je zobrazená modrou farbou a zdá sa, že interaguje s horúcim plynom emitujúcim röntgenové žiarenie (oranžová) a studeným neutrálnym vodíkom (fialová). Oblaky vyžarujúce halo (červené) sú tiež zobrazené nad hlavnou optickou časťou galaxie, ktorá leží medzi dvoma najjasnejšími rádiovými kvapkami. „Pozadie“ je na optických vlnových dĺžkach a zobrazuje hviezdy v našej vlastnej galaxii, ktoré sú skutočne v popredí. kredit: Conor Mathern, Louisiana State University (Optical/Half), Kraft et al. (röntgenové lúče), Struve a kol. (HI), Ben McKinley, ICRAR/Curtin. (rádio)

Výskum bol publikovaný 22. decembra 2021 v časopise Journal. bola uverejnená v r Prírodná astronómia.

Hlavný autor Dr. Benjamin McKinley z uzla Curtin University Medzinárodného centra pre výskum rádioastronomie (Iqrar), povedal, že obrázok odhaľuje úžasné nové detaily rádiových emisií z Mliečnej dráhy.

„Tieto rádiové vlny pochádzajú z materiálu nasávaného do supermasívnej čiernej diery v strede galaxie,“ povedal.

„Tvorí disk okolo čiernej diery, a keď sa hmota rozpadne bližšie k čiernej diere, na oboch stranách disku sa vytvoria silné výtrysky, ktoré vyvrhnú väčšinu materiálu späť do vesmíru, možno aj viac.“ Do diaľky jeden milión svetelných rokov.

„Predchádzajúce rádiové pozorovania nedokázali zvládnuť extrémnu jasnosť výtrysku a detaily veľkej oblasti okolo galaxie boli skreslené, ale náš nový obrázok tieto obmedzenia prekonáva.“

Video zobrazujúce rádiovú galaxiu Centaurus A, ktorá je hostiteľom najbližšej aktívnej kŕmnej čiernej diery k Zemi. Video ukazuje zdanlivú veľkosť Mliečnej dráhy pri optických, röntgenových a submilimetrových vlnových dĺžkach zo Zeme v porovnaní s Mesiacom. Potom sa oddiali, aby sa zobrazil obrovský rozsah okolitej bubliny, ako je vidieť na rádiových vlnových dĺžkach. Astronómovia vytvorili najkomplexnejší obraz rádiových emisií z aktívne vyživovanej supermasívnej čiernej diery, ktorá je najbližšie k Zemi.

Centaurus A je k nám najbližšia rádiová galaxia Galaxia,

„Môžeme sa veľa naučiť najmä od Centaurus A, len preto, že je tak blízko a môžeme ho vidieť tak podrobne,“ povedal Dr McKinley.

„Nielen na rádiových vlnových dĺžkach, ale aj na všetkých ostatných vlnových dĺžkach svetla.

„V tomto výskume sme schopní skombinovať rádiové pozorovania s optickými a röntgenovými údajmi, ktoré nám pomôžu lepšie pochopiť fyziku týchto supermasívnych čiernych dier.“

Dlaždica 107, alebo „vonkajšia“, ako je známa, je jednou z 256 dlaždíc MWA, ktorá sa nachádza 1,5 km od jadra ďalekohľadu. Je tu mesačné svetlo a nedotknutá krajina. Kredity: Pete Wheeler, ICRAR

Astrofyzik Dr. Massimo Gaspari z talianskeho Národného inštitútu pre astrofyziku uviedol, že štúdia potvrdila novú teóriu nazývanú „chaotická studená akrécia“ (CCA), ktorá sa objavuje v rôznych oblastiach.

„V tomto modeli oblaky studeného plynu kondenzujú v galaktickom hale a prší dolu v centrálnych oblastiach, ktoré živia supermasívnu čiernu dieru,“ povedal.

„Čierna diera podnietená týmto dažďom energicky reaguje vypustením spätnej energie prostredníctvom rádiových trysiek, ktoré nafúknu veľkolepé laloky videné na snímke MWA. Táto štúdia ukazuje toľko z viacfázového „počasia“ CCA v celom rozsahu mierok.“ Jeden z prvých, ktorý podrobne skúmal,“ povedal Dr. uzavrel Gašpar.

Dr. McKinley povedal, že galaxia sa javí jasnejšia v strede, kde je aktívnejšia a má veľa energie.

„Keď idete von, omdlieva, pretože sa stráca energia a veci sa ustálili,“ povedal.

„Existujú však zaujímavé funkcie, v ktorých sú nabité častice znovu urýchľované a interagujú so silnými magnetickými poľami.“

Riaditeľ MWA, profesor Steven Tinge, povedal, že výskum bol možný vďaka extrémne širokému zornému poľu ďalekohľadu, veľkolepému rádiovému tichému umiestneniu a vynikajúcej citlivosti.

„MWA je predchodcom Square Kilometer Array (SKA) – globálnej iniciatívy na vybudovanie najväčšieho rádioteleskopu na svete v Západnej Austrálii a Južnej Afrike,“ povedal.

„Široké pole a následne mimoriadne množstvo údajov, ktoré dokážeme zozbierať, znamená, že objaviteľský potenciál každého pozorovania MWA je obrovský. To predstavuje veľký krok smerom k ešte väčším SKA.“

Referencie: B McKinley, SJ Tinge, M. Gaspari, RP Craft, C. Matherne, AR Ofringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. „Viacrozmerná spätná väzba a kŕmenie v najbližšej rádiovej galaxii Centaurus A“ od Weilksa. SS Shabala, SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorne, r. Kronojevič, BM Gensler a M. Johnson-Hollitt, 22. decembra 2021, prírodná astronómia,
DOI: 10.1038/s41550-021-01553-3

Murchison Widefield Array spravuje a prevádzkuje Curtin University v mene medzinárodného konzorcia a nachádza sa v Murchison Radio-Astronomy Observatory v Západnej Austrálii. Observatórium spravuje austrálska národná vedecká agentúra CSIRO a bolo založené s podporou austrálskej a západoaustrálskej vlády. Uznávame Vajari Yamatji ako tradičných vlastníkov miesta observatória.

Pawsey Supercomputing Research Center v Perthe – Tier 1 verejne financované národné superpočítačové zariadenie – pomohlo uložiť a spracovať pozorovania MWA použité v tomto výskume.