Melnie caurumi kā kosmisko gāzu pūtēji

Smaguma slazdi pat izvada gāzi no kosmosa starp galaktiku grupām

Viltus krāsas attēls galaktikas grupas centrā rentgena apgabalā. No centrālā melnā cauruma izšļakstītā viela ir skaidri redzama caur tās izstarojumu radio zonā (pārklāta, zili violeta). © S. Giodini, A. Finoguenov / MPE
lasīt skaļi

Daudzu lielo galaktiku centros ir milzīgi melni caurumi. Neiedomājami lielās pievilcības dēļ viņi apēd apkārtējo lietu. Šī kosmiskā maltīte izdala lielu enerģijas daudzumu, kas tiek izvadīts spēcīgās strūklās. Tagad astronomi žurnālā "Astrophysical Journal" ir parādījuši, ka ne tikai matērija tiek izmesta no pašām galaktikām, bet pat daļa gāzes starp galaktiku grupas locekļiem.

Astronomi jau sen mēģina saprast, kā melnie caurumi mijiedarbojas ar viņu vidi - līdz mūsdienām viņi šo tā saukto atgriezenisko saiti ir izprotuši tikai nepietiekami. Tomēr novērojumi un simulācijas rāda, ka īpaši aktīvās galaktikās - galvenokārt radio diapazonā - sprauslas pārvadā lielu daudzumu matērijas kosmosā gandrīz gaismas ātrumā. Šie plazmas burbuļi izdala savu enerģiju gāzei, kas aizpilda vietu starp katru galaktiku. Raksturīgos pirkstu nospiedumus šai radioatskaitei var noteikt gan radio, gan rentgenstaru diapazonā.

Mazāk gāzes nekā paredzēts

Īpaši interesantas ir galaktiku grupas, kurās vairākas Piena ceļa sistēmas saista gravitācija. Nesen veikti pētījumi liecina, ka šādās grupās gāzes daudzums ir mazāks, nekā prognozēts kosmoloģiskajos modeļos. Astronomi izskaidro šo deficītu, sakot, ka liels daudzums mehāniskās enerģijas no centrālajiem melnajiem caurumiem varētu izpūst daļu no starpgalaktiskās gāzes. Tomēr šī bija tikai hipotēze līdz šim, un pētījumi aprobežojās ar nedaudziem tuvumā esošiem objektiem, kas apdzīvojuši mazāk (radio) spīdošus melnos caurumus.

Pētījumi par galaktiku grupām un kopām

Stefānijas Giodini vadītā komanda Maksa Planka Ārzemju fizikas institūtā Garchingā tagad ir veikusi vienu no lielākajiem galaktiku klasteru un klasteru pētījumiem, kas atklāti rentgenā un identificēti ar XMM-Newton. Galaktiku kopas aptver līdz vairākiem tūkstošiem dalībnieku, tāpēc tās ir daudz lielākas un masīvākas nekā galaktiku kopas. Astronomi pētīja radio atgriezeniskās saites enerģiju dažās no gandrīz 300 galaktiku grupām, kas atrodas noteiktā debesu apgabalā - lielās zonas Kosmosa laukā.

Puzles, kas atrisinātas ar trūkstošo lietu palīdzību

Rezultāti rāda, ka melno caurumu darbībai katras galaktikas centros faktiski ir jābūt dramatiskai videi: tie izstaro tik daudz enerģijas, ka tas izpūst gāzi tālu no grupām. Tādējādi ir atrisināta trūkstošās vielas mīkla - un pirmo reizi ir pierādīta melno caurumu nozīmīgā ietekme galaktiku grupās. displejs

Parasti gāzi saista gravitācija. Melnie caurumi tomēr var būt tik aktīvi, ka sagrauj smaguma važas. Tādējādi no galaktiku kopām tiek noņemta ievērojama gāzes daļa, "skaidro Giodini. Masīvākos galaktiku puduros šādu efektu tomēr nevarēja atklāt. Acīmredzami milzīgais gravitācijas spēks neļauj gāzei izkļūt no kaudzes.

Radio galaktikas kā miers pilsētā

"Tas ir iespaidīgi, kas var būtiski ietekmēt galaktiku radioaktivitāti uz viņu vidi, " saka Vernesa Smolčić no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta, pētījuma līdzautore. Tas, visticamāk, notiks ne tikai mēroga mērogos galaktiku ietvaros, bet arī vairāku miljonu gaismas gadu mērogos. Tātad radio galaktikas šķiet patiesi miera straumi, gāze ap galaktiku uz Negaidīti augsta temperatūra sakarst un izdala daļu no galaktiku grupām.

Šajā pētījumā piedalījās arī Hanss B hringers no Maksima Planka ārpuszemes fizikas institūta galaktiku klasteru un kosmoloģijas pētījumu grupas: Dažos netālu esošos galaktiku kopumos mēs redzam enerģijas pārrāvumu efektu. Melni caurumi viņu apkārtnē plazmas burbuļu veidā, kas spīd radio zonā. Tomēr tiešus pierādījumus par periodiski atkārtotiem uzliesmojumiem var iegūt, tikai izpētot lielu skaitu galaktiku kopu.

Atsevišķu galaktiku kodolu milzīgā ietekme pārsteidz pat astronomus. "Es nekad nebiju iedomājies, cik lielā mērā melnie caurumi var izspiest gāzi galaktiku kopās, " saka līdzautors Aleksis Finoguenovs no Maksas Plankas Ārzemju institūta Fizika un Merilendas Universitāte, Baltimora. "Viņi ir Visuma degviela."

(MPG, 03.05.2010. - DLO)