Oletko koskaan miettinyt, milloin olisi tarkkailla, mitä tapahtuu mustan aukon lähellä sijaitsevalle galaksille? Kaikille meille, jotka muistamme upean Disney-elokuvan, se olisi huomattava - ellei hypnoottinen - kokemus. Nyt, Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -yksikön voimakkaiden havainnointityökalujen avulla kahdella kansainvälisellä tähtitieteen ryhmällä on ollut tilaisuus tutkia mustien reikien suihkuja galaktisten ytimiensä lähellä ja nähdä miten ne vaikuttavat naapurimaihinsa. Tutkijat ovat kuvanneet parhaan näkymän lähellä olevaa, hiljaista mustaa reikää ympäröivään molekyylikaasupilvään, ja heille annettiin yllätyskatsaus kaukaisen lähellä olevan massiivisen suihkun pohjalle.
Nämä eivät ole kevyitä. Tähtitieteilijöiden tutkimat mustat aukot painavat useita miljardeja aurinkomassoja ja tekevät koteistaan lähes kaikkien maailmankaikkeuden galaksien - myös Linnunradan - keskipisteen. Kerran nämä salaperäiset galaktiset ilmiöt olivat kiireisiä olentoja. Ne absorboivat ympäristöönsä valtavia määriä ainetta, loistaen kuin kirkkaat majakat. Nämä varhaiset mustat aukot työntävät pieniä määriä asiaa, jonka he ottivat läpi erittäin voimakkaiden suihkukoneiden kautta, mutta heidän nykyiset kollegansa eivät ole aivan yhtä aktiivisia. Vaikka asiat ovat saattaneet muuttua vähän ajan myötä, mustien reikien suihkujen ja niiden ympäristön korrelaatiolla on silti ratkaiseva merkitys galaksien kehityksessä. Viimeisimmissä tutkimuksissa, jotka tänään julkaistiin Astronomy & Astrophysics -lehdessä, tähtitieteilijät käyttivät ALMA: ta tutkimaan mustanreiän suihkukoneita hyvin eri mittakaavassa: lähellä olevaa ja melko hiljaista mustaa reikää galaksissa NGC 1433 ja hyvin kaukaista ja aktiivista esinettä nimeltään PKS 1830-211.
"ALMA on paljastanut yllättävän spiraalirakenteen molekyylisessä kaasussa lähellä NGC 1433: n keskustaa", sanoo Françoise Combes (Observatoire de Paris, Ranska), joka on ensimmäisen tutkimuksen pääkirjailija. ”Tämä selittää kuinka materiaali virtaa sisään polttaakseen mustaa reikää. ALMA: n terävien uusien havaintojen avulla olemme löytäneet mustasta aukosta virtaavan materiaalisuihkun, joka ulottuu vain 150 valovuotta. Tämä on pienin tällainen molekyylin ulosvirtaus, jota koskaan on havaittu ulkoisessa galaksissa. "
Tarvitsetko palautetta? No, juuri tätä prosessia kutsutaan. ”Palaute” voi valaista meitä mustan aukon massan ja sitä ympäröivän galaktisen pullistuman massan väliseen suhteeseen. Musta reikä kuluttaa kaasua ja muuttuu aktiiviseksi, mutta silloin syntyy suuttimia, jotka puhdistavat kaasua sen läheisyydestä. Tämä pysäyttää tähtien muodostumisen ja hallitsee keskimäntymisen kasvua. PKS 1830-211 -sarjassa Ivan Marti-Vidal (Chalmersin teknillinen yliopisto, Onsalan avaruus observatorio, Onsala, Ruotsi) ja hänen tiiminsä todistivat supermassiivisen mustan aukon suihkukoneella, “mutta paljon kirkkaamman ja aktiivisemman aukon varhaisessa universumissa. Se on epätavallista, koska sen loistava valo kulkee valtavan välimatkan päässä olevan galaksin matkalla Maahan, ja se on jaettu kahteen kuvaan gravitaation avulla. "
Ovatko supermassiiviset mustat aukot sotkuvia syöjiä? Panostat. On ollut tilanteita, jolloin supermassiivinen musta reikä kuluttaa yllättäen huikean määrän massaa, joka puolestaan turboataa suihkujen voiman ja valaisee säteilyn ulostulon energiantuotannon huipulle. Tämä energia emittoituu gammasäteinä, lyhyimmän aallonpituuden ja suurimman energian muodossa sähkömagneettisella säteilyllä. Ja nyt ALMA on sattumalta saanut kiinni yhden näistä tapahtumista, kuten se tapahtui PKS 1830-211: ssä.
”ALMA-havainto tästä mustan aukon ruoansulatushäiriötapauksesta on ollut täysin suotuisa. Tarkkailimme PKS 1830-211: tä toista tarkoitusta varten, ja sitten havaitsimme hienovaraiset värin ja voimakkuuden muutokset gravitaatiolinssin kuvissa. Hyvin tarkka tarkastelu tähän odottamattomaan käyttäytymiseen johti meihin siihen johtopäätökseen, että havaitsimme vain erittäin onnekkaan sattuman kautta juuri silloin, kun tuoretta uutta ainetta tuli mustan aukon suihkupohjaan ”, kertoo Sebastien Muller. - toisen paperin tekijä.
Kuten kaikki tähtitieteelliset havainnot, avain löytöihin on vahvistus. Näytelivätkö ALMA-havainnot muissa teleskooppisissa havainnoissa? Vastaus on kyllä. NASA: n Fermi-gammasäteily-teleskoopin avulla suoritettujen havaintojen seurannan ansiosta gammasäte oli selkeä, missä sen pitäisi olla. Se, mikä oli vastuussa säteilyn lisääntymisestä ALMA: n pitkillä aallonpituuksilla, oli vastuussa myös mustan aukon suihkun valon vaikuttavasta vaikutuksesta.
"Tämä on ensimmäinen kerta, kun tällainen selkeä yhteys gammasäteiden ja submillimetristen radioaaltojen välillä on todettu tulevan mustan aukon suihkun todellisesta pohjasta", lisää Sebastien Muller.
Se ei kuitenkaan ole tarinan loppu. Se on vasta alkua. ALMA jatkaa koettelua supermassiivisten mustareikäisten suihkukoneiden salaperäiseen toimintaan - niin lähellä kuin kaukaa. Combes ja hänen tutkintaryhmänsä tarkkailevat jo läheisiä aktiivisia galakseja ALMA: n kanssa ja jopa ainutlaatuisen esineen, joka on luetteloitu nimellä PKS 1830-211. Tutkimus jatkuu, ja sen myötä meillä voi olla jonain päivänä vastauksia moniin kysymyksiin.
"Siellä on vielä paljon opittavaa siitä, kuinka mustat aukot voivat luoda nämä valtavat energeettiset aineen ja säteilyn suihkut", päättää Ivan Marti-Vidal. "Mutta uudet tulokset, jotka saatiin jo ennen ALMA: n valmistumista, osoittavat, että se on ainutlaatuisesti tehokas työkalu näiden suihkukoneiden koettelemiseen - ja löytöt ovat vasta alkamassa!"
Alkuperäinen tarinan lähde: ESO-lehdistötiedote.
