Astronómovia sú svedkami supermasívnej čiernej diery vystreľujúcej trysky rýchlosťou 99 % rýchlosti svetla

Umelcova koncepcia výtryskov supermasívnej čiernej diery. Kredit: (NASA/Dana Berry/SkyWorks Digital)

Slávny čierna diera v srdci galaxie M87 vyžaruje výtrysky materiálu, ktoré sa pohybujú rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.

Čierna diera v srdci galaxie Messier 87 nesie názov M87* a astronómovia ju pozorujú už dlho. Minulý rok zachytil ďalekohľad Event Horizon Telescope snímku M87*, vôbec prvú snímku čiernej diery. Tento obrázok len pridal M87* na sláve.

(Event Horizon Telescope Collaboration)



M87 je tiež známa ako Virgo A alebo NGC 4486. Je to a supergiliptická galaxia v súhvezdí Panna, asi 53 miliónov svetelných rokov od nás. M87 má asi 240 000 svetelných rokov, čo je o niečo viac ako Mliečna dráha.

Je obklopený neuveriteľnými 12 000 guľovými hviezdokopami v porovnaní s úbohými 200 v Mliečnej dráhe. Podobne ako pri iných eliptických telesách, vedci si myslia, že M87 narástla tak masívne vďaka zlúčeniam.

M87* (hviezda M87) je supermasívna čierna diera (SMBH) v strede M87 s jednou z najvyšších hmotností spomedzi všetkých SMBH. Je asi 6,5 miliardy krát hmotnejšia ako Slnko. M87* je vzdialená 55 miliónov svetelných rokov a vyžaruje relativistický prúd hmoty, ktorý sa tiahne asi 5000 svetelných rokov do vesmíru.

Hubbleov teleskop pred rokmi zachytil známy kompozitný obraz výtrysku vo viditeľnom aj infračervenom svetle.

Z M87 sa katapultovalo prúdové lietadlo s dĺžkou 5000 svetelných rokov. (NASA/The Hubble Heritage Team/STScI/AURA)

Astronómovia už roky sledujú prúd materiálu M87* v rôznych vlnových dĺžkach: rádiové, optické a röntgenové. Teraz po prvýkrát röntgenové pozorovania Chandra ukazujú, že časti tohto výtrysku sa pohybujú rýchlosťou vyššou ako 99 percent rýchlosti svetla.

'Je to prvýkrát, čo boli pomocou röntgenových údajov zaznamenané také extrémne rýchlosti výtrysku čiernej diery,' povedal Ralph Kraft z Centra astrofyziky | Harvard & Smithsonian (CfA) v Cambridge, v a tlačová správa . 'Na vykonanie týchto meraní sme potrebovali ostré röntgenové videnie Chandry.'

Kraft nedávno prezentoval tieto nové výsledky na stretnutí American Astronomical Society v Honolulu na Havaji. Výsledky sú uverejnené aj v časopise s názvom „ Detekcia superluminálneho pohybu v X-Ray Jet M87 ' v Astrofyzikálny časopis .

Čo spôsobuje trysky?

Čierna diera ako M87* priťahuje materiál smerom k sebe v strede galaxie. Keď sa materiál priblíži, začne rotovať okolo čiernej diery v štruktúre nazývanej an akrečný disk . Ale tento materiál nie je odsúdený na nasávanie do diery.

Len malé množstvo z neho padne dovnútra, zatiaľ čo časť je vymrštená späť do vesmíru. Vyvrhnutý materiál má formu prúdu alebo lúča, ktorý sleduje magnetické siločiary. Tieto trysky nie sú hladké a nevýrazné: majú zhluky alebo uzly, ktoré môžu observatóriá ako Chandra vidieť.

Dva z týchto uzlov sú mimoriadne zaujímavé pre astronómov. V priebehu rokov používali obrázky na sledovanie pohybu týchto uzlov. Sú asi 900 a 2 500 svetelných rokov od SMBH.

Röntgenové údaje z observatória Chandra ukazujú, že uzly sa pohybujú neuveriteľnou rýchlosťou: 6,3-násobkom rýchlosti svetla pre uzol najbližšie k stredu a 2,4-násobkom rýchlosti svetla pre druhý.

počkaj. Nič necestuje rýchlejšie ako rýchlosť svetla

Ale to je nemožné. Nič sa nepohybuje rýchlejšie ako rýchlosť svetla. To je, samozrejme, pravda, takže sa tu musí diať niečo iné.

že sa volá niečo iné nadsvetelný pohyb '.

„Jedným z neporušiteľných fyzikálnych zákonov je, že nič sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla,“ povedal spoluautor štúdie Brad Snios, tiež z CfA. 'Fyziku sme neporušili, ale našli sme príklad úžasného javu nazývaného superluminálny pohyb.'

Superluminálny pohyb zahŕňa rýchlosť objektu a jeho dráhu vzhľadom k našej línii pohľadu. Keď sa objekt, v tomto prípade prúd materiálu, pohybuje rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla a blízko nášho zorného poľa, vytvára ilúziu nazývanú superluminálny pohyb.

Je to preto, že samotný prúd materiálu sa pohybuje takmer rovnako rýchlo ako svetlo, ktoré generuje. Keďže prúd M87* mieri takmer priamo na nás, generuje tieto zdanlivo nemožné rýchlosti.

(NASA/Wikimedia)

Astronómovia už predtým videli tieto prúdy pohybovať sa týmito rýchlosťami, ale nikdy nie v röntgenovom svetle. To znamená, že si nikdy neboli istí, že to boli zhluky materiálu, ktoré sa pohybovali rýchlosťou 99 percent rýchlosťou svetla. Mohli to byť skôr rázové vlny ako zhluky.

Prúd z M87* sa pohybuje v špirálovom vzore okolo magnetického poľa, čo pomohlo objasniť rýchlosť prúdov. Pri röntgenových pozorovaniach tím, ktorý stál za štúdiou, zistil, že objekt s najvyššou pozorovanou rýchlosťou - 6,3-násobkom rýchlosti svetla - medzi rokmi 2012 a 2017 vybledol o viac ako 70 percent.

K vyblednutiu došlo iba v röntgenových lúčoch, nie v optickom a UV, a je pravdepodobne spôsobené tým, že častice strácajú energiu v priebehu času, keď sa otáčajú okolo magnetického poľa.

Tento jav sa nazýva synchrotrónové chladenie. To znamená, že astronómovia videli röntgenové lúče z rovnakých častíc v rôznych časoch, čo znamená, že to, čo pozorujú, nemôže byť vlna a musia to byť samotné častice v prúde.

'Naša práca poskytuje doteraz najsilnejší dôkaz, že častice v prúde M87* sa skutočne pohybujú blízko kozmického rýchlostného limitu,' povedal Snios.

Chandra, EHT a M87*

Údaje Chandra a ďalekohľad Event Horizon Telescope sa pri štúdiu M87* pekne dopĺňajú. Keď EHT zobrazil prstenec horizontu udalostí okolo čiernej diery, bola to snímka za šesť dní.

Štúdia Chandra sa však zameriava na materiál, ktorý bol vyvrhnutý z M87* pred stovkami a dokonca tisíckami rokov.

Snímka EHT je tiež asi 100 miliónov krát menšia ako jet, ktorý nasnímala Chandra.

'Je to ako keby ďalekohľad Event Horizon Telescope poskytoval detailný pohľad na raketomet,' povedal Paul Nulsen z CfA, ďalší spoluautor štúdie, 'a Chandra nám ukazuje rakety počas letu.'

Tento článok pôvodne publikoval Vesmír dnes . Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.