Авторы и права: Рентген: НАСА/CXC/Univ. Болоньи/Ф. Убертози; Встроенное радио: NSF/NRAO/VLBA; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
Огромные черные дыры выбрасывают в космос мощные пучки частиц, а затем меняют цель, чтобы стрелять по новым целям. Это открытие, сделанное с использованием рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и массива сверхдлинной базовой линии (VLBA) Национального научного фонда США (NSF) Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), показывает, какое масштабное воздействие черные дыры могут оказывать на окружающую их галактику и вне.
Команда астрономов изучила 16 сверхмассивных черных дыр в галактиках, окруженных горячим газом, обнаруженных в рентгеновских лучах Чандрой. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
Используя радиоданные VLBA, они изучили направления лучей — также известных как струи — частиц, испускаемых на расстоянии нескольких световых лет от черных дыр. Это дает ученым представление о том, куда в настоящее время направлен каждый луч, если смотреть с Земли. Каждая черная дыра испускает два луча в противоположных направлениях.
Затем команда использовала данные «Чандры» для изучения пар полостей или пузырьков в горячем газе, которые в прошлом создавались лучами, выталкивающими газ наружу. Расположение крупных внешних полостей указывает направление, которое указывали эти лучи миллионы лет назад. Затем исследователи сравнили направления радиолучей с направлениями пар полостей.
«Мы обнаружили, что около трети лучей теперь направлены в совершенно иных направлениях, чем раньше», — сказал Франческо Убертози из Болонского университета в Италии, который руководил исследованием. «Эти черные дыры Звезды Смерти вращаются и указывают на новые цели, такие как вымышленная космическая станция в «Звездных войнах».
Рентгеновские и радиоданные показывают, что в некоторых случаях лучи могут менять направление почти на 90 градусов и в течение времени от одного миллиона до нескольких десятков миллионов лет.
«Учитывая, что этим черным дырам, вероятно, более 10 миллиардов лет», — сказал соавтор Геррит Шелленбергер из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского института (CfA). «Мы считаем, что большое изменение направления в течение нескольких миллионов лет происходит быстро. Изменение направления лучей гигантских черных дыр примерно за миллион лет аналогично изменению направления нового линкора за несколько минут».
Ученые полагают, что лучи черных дыр и полости, которые они образуют, играют важную роль в том, сколько звезд образуется в галактиках. Лучи накачивают энергию в горячий газ внутри и вокруг галактики, не давая ему остыть настолько, чтобы сформировать огромное количество новых звезд. Если лучи сильно изменят направление, они могут остановить звездообразование на гораздо больших участках галактики.
«Эти галактики слишком далеки, чтобы можно было сказать, повреждают ли лучи черных дыр Звезды Смерти звезды и их планеты, но мы уверены, что они в первую очередь предотвращают формирование многих звезд и планет», — сказал соавтор Юэн О' Салливан, также из CfA.
Один из самых больших открытых вопросов заключается в том, как эти лучи черных дыр поворачиваются таким образом. Считается, что направление лучей от каждой из этих гигантских черных дыр, которые, вероятно, вращаются, совпадает с осью вращения черной дыры, а это означает, что лучи направлены вдоль линии, соединяющей полюса.
Важным источником энергии для этих лучей, вероятно, является материя в диске, вращающемся вокруг черной дыры и падающем внутрь. Считается, что этот процесс заставляет лучи располагаться перпендикулярно диску. Если материал упадет к черной дыре под другим углом, не параллельным диску, это может повлиять на направление оси вращения черной дыры.
«Вполне возможно, что материал, быстро падающий к черным дырам под другим углом и в течение достаточно долгого времени, будет перетаскивать их оси вращения в другом направлении», — сказал соавтор Ян Вртилек, также из CfA, — «заставляя лучи указывать в другом направлении». .»
Команда также рассмотрела альтернативные объяснения несоответствия направлений радиолучей и полостей. Одна из альтернатив заключается в том, что газ кружится в скоплении, как вино в бокале, вращающемся по кругу. Подобное расплескивание может быть вызвано столкновениями двух скоплений галактик, которые могут перемещать полости.
Тем не менее, исследователи обнаружили доказательства выплескивания как в выровненных, так и в несовмещенных кластерах, что свидетельствует против возможности того, что выплескивание заставляет полости перемещаться на большие расстояния.
Информация от: рентгеновским центром Чандра.
