Röntgensäteilyn valon kaiku galaksin ytimestä on havaittu. Kun tähti vedettiin mustaan reikään, sen materiaali ruiskutettiin mustan aukon lisääntymislevylle aiheuttaen äkillisen säteilypurskeen. Tuloksena saatua röntgensädelamppujen päästöä havaittiin, kun se osui paikallisiin tähtikaasuihin tuottaen valokaikua. Tämä tapahtuma antaa meille paremman kuvan siitä, kuinka tähdet syövät supermassiivisten mustien reikien avulla, ja tarjoaa menetelmän galaktisen ytimen rakenteen kartoittamiseksi. Tutkijat uskovat nyt, että heillä on havainnollista näyttöä vaikeudesta molekyylin torus sen ajatellaan ympäröivän aktiiviset supermassiiviset mustat aukot.
Valon kaikuja kaukaisista galakseista on havaittu aiemmin. Kaikuja 400 vuotta sitten tapahtuneesta supernoovasta (jota nyt havaitaan supernovan jäännöksenä SNR 0509-67.5) havaittiin vasta juuri täällä maan päällä sen jälkeen, kun supernoovan päästöt palasivat galaktisesta aineesta. Tämä on kuitenkin ensimmäinen kerta, kun energian päästöjä äkillisestä aineenvirtauksesta supermassiiviseen mustan aukon lisääntymislevyyn on havaittu kaikuvan kaasuista galaktisissa ytimissä. Tämä on tärkeä askel kohti ymmärtämistä, kuinka supermassiiviset mustat aukot kuluttavat tähtiä. Lisäksi kaiku toimii kuin valonheitin, korostaen tähteiden välistä pimeää tähtiainetta, paljastaen rakenteen, jota emme ole koskaan nähneet.
Tämän uuden tutkimuksen suoritti Stefanie Komossa, jota johtaa Max Planckin maan ulkopuolinen fysiikan instituutti Garchingista, Saksa, käyttämällä Sloan Digital Sky Survey -tietoa. Komossa pitää tätä havaintoa valaisemaan pimeää kaupunkia ilotulituspurkauksella:
“Normaalin galaksin ytimen tutkiminen on kuin katsot New Yorkin taivaanrantaa yöllä virtakatkoksen aikana: Et voi oppia paljon rakennuksista, teistä ja puistoista. Tilanne muuttuu esimerkiksi ilotulitusnäytön aikana. Se on täsmälleen sama, kun äkillinen voimakkaan säteilyn purske valaisee galaksia.”- Stefanie Komossa
Tällainen voimakas röntgenpurske voi olla erittäin vaikea tarkkailla, koska ne ovat lyhytaikaisia päästöjä, mutta valtava määrä tietoa voidaan saada näkemällä tällainen tapahtuma, jos tähtitieteilijät ovat riittävän nopeita. Analysoimalla ionisaation astetta ja nopeustietoja kaikuvalon spektroskooppisissa emissiolinjoissa, Max Planck -fyysikot pystyivät päättämään soihdun sijainnin. Päästöjohtojen sisällä ovat atomien kosmiset ”sormenjäljet” emissiolähteessä, mikä johtaa ne galaktiseen ytimeen, jossa uskotaan elävän supermassiivisen mustan aukon.
Galaktisen ytimen vakiomalli (a.k.a. yhtenäinen malli aktiivisista galakseista) ennustaa mustan aukon lisääntymislevyn ympäröivän ”molekyylin toruksen”. Nämä SDSSJ0952 + 2143-nimisen galaksin uudet havainnot näyttävät osoittavan, että galaktisen molekyylin torus heijasti röntgensäteilyä (vahvoilla rautaemissioviivoilla). Tämä on ensimmäinen kerta kun havaitaan mahdollisen toruksen läsnäolo, ja mikäli se vahvistetaan, astrofysiikilla on havainnollisia todisteita tästä teoreettisesta mahdollisuudesta vahvistaa standardimallia. Lisäksi lisäyslevylamppujen käyttö voi auttaa tutkijoita yrittäessään kartoittaa muiden molekyylipulsien rakennetta.
Torusta kaikuvan röntgensäteilyn tarkkailun tehostaminen on mahdollisuus nähdä muuttuvia infrapunapäästöjä. Tämä päästö merkitsee ”viimeistä avunpyyntöä”, koska pölyinen pilvi lämpenee nopeasti röntgensäteiden avulla. Pöly on höyrystynyt pian sen jälkeen.
Mutta kuinka he tietävät, että se oli tähti, joka putosi lisäyslevylle? Vahvien rautaviivojen lisäksi on omituisia vetypäästölinjoja, joita ei ole koskaan ennen nähty. Tämä on vahva todiste siitä, että tähteen roskat tulivat liian lähelle mustaa reikää, poistaen vetypolttoaineensa.
Vaikka röntgenkuvaus on lakannut, X-säteilysatelliitti Chandra havaitsi galaksia edelleen. Havaittuja, mutta mitattavissa olevia röntgensäteilyä on havaittu, mikä tarkoittaa, että tähtiä syötetään edelleen lisääntymislevylle. Vaikuttaa mahdollista, että myös tämän heikon päästön mittaamisesta voi olla hyötyä, jolloin tutkijat voivat jatkaa molekyylin toruksen kartoitusta kauan sen jälkeen, kun alkuperäinen voimakas röntgensäteily on päättynyt.
Lähteet: arXiv, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
