Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια από τις πιο ισχυρές εκρήξεις μαύρης τρύπας που έχουν δει ποτέ – και αυτή η τεράστια έκρηξη, που συνέβη σχεδόν πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, σχημάτισε ένα σχέδιο αστρικών σμηνών που θυμίζουν κοσμήματα.
Η σειρά των αστεριών κοσμεί ένα τεράστιο σμήνος από εκατοντάδες γαλαξίες που ονομάζεται SDSS J1531. Αυτό το σώμα βρίσκεται περίπου 3,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Το σμήνος γαλαξιών φιλοξενεί επίσης μια τεράστια δεξαμενή θερμού αερίου και στην καρδιά του δύο από τους μεγαλύτερους γαλαξίες του συγχωνεύονται σε έναν. Η έκρηξη που ανακαλύφθηκε από τους επιστήμονες πιθανότατα προήλθε από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε έναν από αυτούς τους γαλαξίες που συγκρούονται.
Και καθώς αυτοί οι γαλαξίες συνεχίζουν την τροχιά τους προς τη σύγκρουση, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εντοπίσουν μια σειρά σε σχήμα S από 19 γιγάντια αστρικά σμήνη που ονομάζονται «υπερσμήνη».
Για να μελετήσουν τον σχηματισμό του κλώνου του υπερσμήνου, αστρονόμοι από όλο τον κόσμο άντλησαν πλήθος δεδομένων που σχετίζονται με το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, συμπεριλαμβανομένων δεδομένων ραδιοκυμάτων από το ραδιοτηλεσκόπιο χαμηλής συχνότητας (LOFAR), καθώς και ορατό φως και X- δεδομένα ακτίνων που συλλέγονται από το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA. Η κατανόηση του πώς σχηματίστηκε αυτή η απίστευτη δομή θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια καλύτερη εικόνα του πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες διαμορφώνουν το περιβάλλον γύρω τους.
«Οι εκρήξεις μαύρης τρύπας, όπως αυτές που συνέβαλαν στο σχηματισμό των υπερσμήνων στο SDSS J1531, αναμένεται να είναι πολύ σημαντικές για τη διατήρηση του αερίου στα σμήνη γαλαξιών ζεστό», λέει ο Timothy Davis, μέλος της ερευνητικής ομάδας και επιστήμονας στο ανέφερε σε ανακοίνωσή του το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ. «Η ανακάλυψη τόσο ξεκάθαρων στοιχείων αυτής της συνεχιζόμενης διαδικασίας μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τις επιπτώσεις των γιγάντων μαύρων τρυπών στο περιβάλλον τους».
Σχετίζεται με: Το λαμπρότερο κβάζαρ που έχει δει ποτέ τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα που τρώει «έναν ήλιο την ημέρα».
Απίστευτα παραδεισένια κοσμηματοπωλεία
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζες εκατομμύρια ή ακόμα και δισεκατομμύρια φορές τον Ήλιο πιστεύεται ότι ζουν στην καρδιά όλων των μεγάλων γαλαξιών.
Ενώ πολλά από αυτά τα κοσμικά τέρατα παραμονεύουν ήσυχα, όπως ο Τοξότης Α* (Sgr A*), που βρίσκεται στην καρδιά του Γαλαξία μας, άλλα τρέφονται αδηφάγα με το αέριο, τη σκόνη και ακόμη και τα αστέρια γύρω τους. Αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες αποτελούν μέρος των λεγόμενων ενεργών γαλαξιακών πυρήνων (AGN) και περιβάλλονται από δίσκους αερίου και σκόνης που τις τροφοδοτούν. Αυτοί οι δίσκοι ονομάζονται δίσκοι προσαύξησης. Οι τεράστιες βαρυτικές επιρροές αυτών των ενεργά τροφοδοτούμενων μαύρων οπών δημιουργούν ταραχώδεις συνθήκες στους αντίστοιχους δίσκους προσαύξησής τους, με αποτέλεσμα η γύρω περιοχή να λάμπει έντονα.
Επιπλέον, οποιαδήποτε ύλη δεν πέφτει στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα κατευθύνεται προς τους πόλους του κοσμικού Τιτάνα με ισχυρά μαγνητικά πεδία. Εδώ, αυτά τα φορτισμένα σωματίδια επιταχύνονται σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός και εκρήγνυνται και από τους δύο πόλους της μαύρης τρύπας ως πολύ παραλληλισμένοι σχετικιστικοί πίδακες. Αυτή η έκρηξη συνήθως συνοδεύεται από μια έκρηξη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ένα εύρος μηκών κύματος φωτός.
Ως αποτέλεσμα, τα AGN και τα συναφή τους κβάζαρ είναι συχνά τόσο φωτεινά που ξεπερνούν το συνδυασμένο φως όλων των αστεριών στους γαλαξίες γύρω τους.
Καθώς ο πίδακας που αναδύεται από έναν από τους γιγάντιους γαλαξίες στην καρδιά του SDSS J1531 ωθεί προς τα έξω, η ομάδα λέει ότι απομακρύνει το ζεστό αέριο από τη μαύρη τρύπα. Η ομάδα πίσω από αυτήν την έρευνα πιστεύει ότι αυτή η δραστηριότητα δημιούργησε ένα τεράστιο κενό γύρω από το Κενό.
«Κοιτάμε ήδη αυτό το σύστημα όπως υπήρχε πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, λίγο μετά τη δημιουργία της Γης», δήλωσε στη δήλωση ο επικεφαλής της ομάδας και ερευνητής στο Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ, Osase Omoruyi. «Αυτή η αρχαία κοιλότητα, ένα απολίθωμα μαύρης τρύπας, μας λέει για ένα σημαντικό γεγονός που συνέβη σχεδόν 200 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα στην ιστορία του σμήνους».
Κατά την ανακατασκευή αυτής της βίαιης αλληλουχίας γεγονότων με τον Chandra, ο Omoruyi και οι συνεργάτες του παρακολούθησαν τις κινήσεις του πυκνού αερίου κοντά στην καρδιά του SDSS J1531. Φωτεινά “φτερά” ακτίνων Χ έγιναν ορατά στην άκρη της κοιλότητας. Τα δεδομένα ραδιοκυμάτων από το LOFAR αποκάλυψαν στην ομάδα τα υπολείμματα ενεργητικών σωματιδίων που σχετίζονται με τον εκρηκτικό πίδακα, το «όπλο που καπνίζει» αυτής της αρχαίας, ισχυρής έκρηξης.
«Αυτό το σύστημα έχει σαφώς μια πολύ ενεργή μαύρη τρύπα που επανειλημμένα εκρήγνυται και επηρεάζει έντονα το αέριο γύρω της», είπε ο Ντέιβις. «Εδώ αναγνωρίζουμε τα αποφασιστικά στοιχεία και βλέπουμε τον αντίκτυπό τους αμέσως».
Η ενέργεια της έκρηξης αυτού του τζετ είναι από τις υψηλότερες που έχουν μετρηθεί ποτέ. Ο Omoruyi εξήγησε σε ένα blog για το Χάρβαρντ ότι το τζετ απελευθέρωσε 100.000 τρισεκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από αυτή που απελευθερώνει ο ήλιος σε όλη τη διάρκεια της ζωής του.
«Καθώς ο πίδακας διαδόθηκε στο διάστημα, σχημάτισε μια γιγάντια φυσαλίδα στο ψυκτικό αέριο που ανύψωσε και διασκόρπισε το περιβάλλον υλικό», συνέχισε. «Αν και η έκρηξη συνέβη σχεδόν πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια, η κληρονομιά της έκρηξης παραμένει. Το προηγουμένως ανυψωμένο αέριο έχει πλέον κρυώσει και επιστρέφει στο κέντρο του σμήνους, παρέχοντας το φρέσκο καύσιμο για το νεοσύστατο σχηματισμό αστεριών «μαργαριτάρια σε χορδή». .”
Ο Omoruyi πρόσθεσε ότι ενώ η ανακάλυψη αυτής της ισχυρής εκροής ήταν από μόνη της έκπληξη, ένα από τα πιο αξιοσημείωτα πράγματα σχετικά με αυτήν την παρατήρηση ήταν το γεγονός ότι το συνολικό σύμπλεγμα παρέμεινε σταθερό.
ΠΑΡΟΜΟΙΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ:
– Η γιγάντια μαύρη τρύπα του Galaxy M87 εκτοξεύει πίδακες σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός
– Η μαύρη τρύπα βαμπίρ είναι ένας «επιταχυντής κοσμικών σωματιδίων» που θα μπορούσε να λύσει ένα μακροχρόνιο μυστήριο στην αστρονομία
– Η πρώτη μαύρη τρύπα που απεικονίστηκε ποτέ από ανθρώπους έχει στριμμένα μαγνητικά πεδία και οι επιστήμονες είναι ενθουσιασμένοι
Αυτό που η ομάδα δεν έχει ανακαλύψει ακόμη είναι στοιχεία του δεύτερου ισχυρού πίδακα, που θα είχε εκραγεί προς την αντίθετη κατεύθυνση και από τον άλλο πόλο της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι με περαιτέρω έρευνα, θα μπορούσαν να βρεθούν στοιχεία αυτού του δίδυμου αεριωθούμενου σε εκπομπές ακτίνων Χ και ραδιοκυμάτων.
«Πιστεύουμε ότι τα στοιχεία μας για αυτή τη μαζική έκρηξη είναι ισχυρά, αλλά περαιτέρω παρατηρήσεις με τους Chandra και LOFAR θα διευκρινίσουν την υπόθεση», κατέληξε ο Omoruyi. «Ελπίζουμε να μάθουμε περισσότερα για την προέλευση της κοιλότητας που έχουμε ήδη ανακαλύψει και να βρούμε αυτή που αναμένεται στην άλλη πλευρά της μαύρης τρύπας».
Τα αποτελέσματα της έρευνας της ομάδας θα δημοσιευθούν στο έντυπο αρχείο arXiv και θα γίνουν δεκτά για δημοσίευση στο Astrophysical Journal.