Jasný kvazar poháňaný supermasívnou čiernou dierou vyžaruje žiarenie, ktoré odtláča oblaky plynu vo svojom okolí a vytvára vietor dosahujúci závratnú rýchlosť okolo 58 miliónov kilometrov za hodinu. A ako dodáva portál Space, kvazar je tiež takmer taký starý ako samotný vesmír.
Objav vykonaný tímom vedcov pod vedením astronómov University of Wisconsin-Madison ukazuje úlohu, ktorú môže napájanie supermasívnych čiernych dier v srdciach takzvaných „aktívnych galaktických jadier“ alebo „AGN“ zohrávať pri tvarovaní širšieho priestoru galaxií okolo nich.
Vzdialený obor
Výskumníci v štúdii, publikovanej v magazíne The Astrophysical Journal, dospeli k svojim zisteniam pomocou osemročných údajov o kvazare SBS 1408+544, ktorý sa nachádza 13 miliárd svetelných rokov ďaleko v súhvezdí Bootes.
Tieto údaje boli zhromaždené v rámci projektu mapovania odrazu Black Hole Mapper, ktorý uskutočnila spoločnosť Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Svetlo z SBS 1408+544 putovalo na Zem 13 miliárd rokov; čo je takmer toľko, koľko existuje vesmír - ten je starý 13,8 miliardy rokov.
Zatiaľ čo sa predpokladá, že v srdci väčšiny galaxií existujú supermasívne čierne diery s hmotnosťou ekvivalentnou miliónom alebo niekedy miliardám sĺnk, nie všetky z nich poháňajú kvazary. Kvazarové čierne diery sú obklopené hmotou v sploštenom vírivom oblaku nazývanom „akréčny disk”, ktorý ich postupne zásobuje materiálom.
Intenzívna žiara
Obrovský gravitačný vplyv centrálnej supermasívnej čiernej diery kvazaru spôsobuje trenie a slapové sily, ktoré zahrievajú hmotu akrečného disku, čo spôsobuje, že intenzívne žiari. Navyše hmota, ktorá nie je privádzaná do supermasívnej čiernej diery, je nasmerovaná k pólom kozmického titánu pomocou silných magnetických polí, kde je zrýchlená na rýchlosť blízku svetlu a vystrelená. Tieto prúdy z každého pólu čiernej diery sú tiež sprevádzané emisiami elektromagnetického žiarenia.
Nielenže toto žiarenie robí niektoré kvazary jasnejšie ako kombinované svetlo každej hviezdy v galaxiách okolo nich, ale toto svetlo tiež formuje tieto galaxie a ponúka astronómom užitočné meradlo na meranie vplyvu čiernych dier na galaxie vo všeobecnosti.
„Materiál v tomto [akréčnom] disku vždy padá do čiernej diery a trenie tohto ťahania zahrieva disk a robí ho veľmi, veľmi horúcim a veľmi, veľmi jasným,” vysvetlila vedúca tímu a profesorka madisonskej astronómie Catherine Grierová. „Tieto kvazary sú skutočne žiarivé a keďže existuje veľký rozsah teplôt od vnútra až po vzdialené časti disku, ich emisia pokrýva takmer celé elektromagnetické spektrum.”
Nepredstaviteľná veľkosť
Jasné svetlo z tohto konkrétneho kvazaru umožnilo Grierovej a kolegom sledovať vetry plynného uhlíka. Dosiahlo sa to meraním medzier v širokom spektre elektromagnetického žiarenia emitovaného kvazarom, čo indikovalo, že svetlo je absorbované atómami uhlíka.
Tím zistil, že zakaždým, keď merali toto absorpčné spektrum počas 130 pozorovaní SBS 1408+544, časom sa zvýšilo - keď žiarenie z kvazaru odtlačilo materiál z jeho okolia. Tento materiál vytvoril supermasívne vetry čiernej diery, ktoré dosahovali rýchlosť až 58 miliónov kilometrov za hodinu, čo je asi 45-tisíc násobok rýchlosti zvuku.
„Tento posun nám hovorí, že plyn sa pohybuje rýchlo a stále rýchlejšie,” povedal spoluvedúci tímu a absolvent astronómie Robert Wheatley. „Vietor sa zrýchľuje, pretože je tlačený žiarením, ktoré je odstreľované z akrečného disku.”
Vedci mali podozrenie, že už predtým zaznamenali zrýchľujúce sa vetry supermasívnych čiernych dier, ale toto je prvýkrát, čo bolo pozorovanie podložené pevnými dôkazmi. Takéto kozmické vetry sú veľmi zaujímavé pre astronómov, pretože plyn, okolo ktorého sa pohybujú, slúži ako stavebné kamene hviezd.
Náš spiaci obor
To znamená, že ak sú vetry čiernych dier dostatočne silné, môžu prerušiť tvorbu hviezd, čím „zabijú“ svoje hostiteľské galaxie. Môžu tiež pripraviť centrálne supermasívne čierne diery o palivo, čím skončia svoje dni ako kvazarové stroje.
To by mohlo premeniť aktívnu galaxiu na tichú galaxiu, ako je Mliečna dráha, ktorá okrem toho, že veľmi pomaly vytvára hviezdy, má vo svojom srdci aj čiernu dieru - „spiaceho obra“. Sagittarius A*, naša čierna diera, je však obklopená tak malým množstvom hmoty, že jej potrava pozostávajúca z plynu a prachu sa rovná tomu, ako keby človek zje zrnko ryže každý milión rokov.
Vetry čiernych dier, ako sú tie, ktoré tím videl, by tiež mohli cestovať za okraje svojich galaxií a ovplyvňovať susedné galaxie a nakoniec aj susedné supermasívne čierne diery v srdci týchto galaxií.