Naukowcy odkryli, że skrajnie szybki wiatr otaczający supermasywną czarną dziurę nie jest gładki i ciągły, ale przypomina gwałtowny strumień gazowych pocisków.
Energia przenoszona przez te gazowe pociski jest znacznie większa niż przewidywano, co rzuca nowe światło na to, w jaki sposób galaktyki i ich centralne czarne dziury wspólnie ewoluują.
Odkrycia dokonał międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), w skład którego wchodzi profesor Chistine Done z Centrum Astronomii Pozagalaktycznej Uniwersytetu w Durham.
Profesor Done jest jednym z dwóch europejskich naukowców wspieranych przez Europejską Agencję Kosmiczną w ramach japońsko-amerykańskiej misji X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), która obserwuje wiatr plazmowy wiejący przez galaktyki.
Galaktyczna łamigłówka
Powszechnie uważa się, że w centrum każdej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura – obiekt o masie miliony razy większej niż masa Słońca.
Uważa się, że w czasie kosmicznym te czarne dziury i ich galaktyki macierzyste ewoluowały razem w ściśle powiązanym procesie.
Jednak ze względu na ogromną różnicę w ich wielkości i masie, dokładne mechanizmy stojące za tą interakcją pozostają niejasne. Wspólna ewolucja galaktyk i czarnych dziur jest jedną z najgłębszych tajemnic współczesnej astrofizyki.
Kluczową wskazówką w rozwiązaniu tej zagadki są potężne przepływy gazu – znane jako wypływy lub wiatry – które są wyrzucane z regionów wokół czarnych dziur z niezwykle potężnymi prędkościami.
Uważa się, że wiatry te wpływają na współewolucję na dwa różne sposoby: regulują wzrost czarnych dziur poprzez sprzężenie zwrotne, które ogranicza napływ materii, oraz wstrzykując ogromne ilości energii do galaktyki macierzystej, potencjalnie przerywając procesy gwiazdotwórcze.
Przełomowe odkrycie
Korzystając z potężnych możliwości spektroskopowych XRISM, zespół badawczy zaobserwował wiatry poruszające się z prędkością od 20 do 30% prędkości światła z supermasywnej czarnej dziury.
Po raz pierwszy odkryli oni, że wiatry te składają się z co najmniej pięciu różnych składników gazowych, z których każdy porusza się z inną prędkością.
Sugeruje to, że gaz jest okresowo wyrzucany jak gejzer lub kierowany przez szczeliny w otaczającym środowisku międzygwiazdowym, co podważa istniejące od dawna teorie dotyczące współewolucji galaktyk i czarnych dziur.
Energia przenoszona przez wiatry jest ponad 1000 razy większa niż w przypadku wiatrów o skali galaktycznej, co radykalnie zmienia nasze rozumienie ich roli.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Uniwersytet Durham
