Svetel kvazar, ki ga poganja supermasivna črna luknja, oddaja sevanje, ki potiska oblake plina v svoji okolici in ustvarja vetrove, ki dosegajo hitrost okoli 58 milijonov kilometrov na uro. In tudi kvazar je star skoraj toliko kot vesolje samo.
Odkritje, ki ga je naredila skupina znanstvenikov pod vodstvom astronomov Univerze Wisconsin–Madison, kaže vlogo, ki jo ima lahko hranjenje supermasivnih črnih lukenj v osrčju tako imenovanih aktivnih galaktičnih jeder (ang. AGN) pri oblikovanju širše galaksije okoli njih.
Kako so odkrili vetrove v vesolju?
Raziskovalci so do svojih ugotovitev prišli z uporabo osemletnih podatkov o kvazarju SBS 1408+544, ki se nahaja 10,8 milijarde svetlobnih let stran v ozvezdju Bootes. Te podatke je zbral Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project, ki ga izvaja Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Iz SBS 1408+544 svetloba potuje do Zemlje skoraj 11 milijard let; to je skoraj toliko časa, kolikor obstaja 13,8 milijard let staro vesolje.
Medtem ko se domneva, da v osrčju večine galaksij obstajajo supermasivne črne luknje z maso, ki je enaka milijonom ali včasih milijardam sonc, vse te ne okrepijo kvazarjev. Kvazarske črne luknje so obdane s snovjo v sploščenem vrtinčastem oblaku, imenovanem akrecijski disk, ki jim postopoma dovaja material.
Izjemen gravitacijski vpliv osrednje supermasivne črne luknje kvazarja povzroča trenje in plimske sile, ki segrevajo snov akrecijskega diska, zaradi česar ta močno sveti. Poleg tega se snov, ki se ne napaja v supermasivno črno luknjo, usmeri do polov kozmičnega titana z močnimi magnetnimi polji, kjer se pospeši do skoraj svetlobnih hitrosti in izstreli v obliki visoko kolimiranih curkov. Te dvojne curke iz vsakega pola črne luknje spremljajo tudi emisije elektromagnetnega sevanja.
Ne le, da zaradi tega sevanja nekateri kvazarji postanejo svetlejši od skupne svetlobe vseh zvezd v galaksijah okoli njih, ampak ta svetloba tudi oblikuje te galaksije in ponuja astronomom uporabno merilo za merjenje vpliva, ki ga imajo črne luknje na galaksije na splošno.
Zelo vroče in zelo svetlo
»Material v tem disku vedno pade v črno luknjo in trenje tega vlečenja in vlečenja segreje disk in ga naredi zelo, zelo vročega in zelo, zelo svetlega,« je dejala v izjavi vodja ekipe na Univerzi v Wisconsinu–Madison, profesorica astronomije Catherine Grier. »Ti kvazarji so resnično svetleči in ker obstaja velik razpon temperatur od notranjosti do oddaljenih delov diska, njihova emisija pokriva skoraj ves elektromagnetni spekter.«
Svetloba tega posebnega kvazarja je ekipi omogočila sledenje vetrovom plinastega ogljika. To je bilo narejeno z merjenjem vrzeli v širokem spektru elektromagnetnega sevanja, ki ga oddaja kvazar, kar je pokazalo, da svetlobo absorbirajo ogljikovi atomi.
Ekipa je ugotovila, da je vsakič, ko so izmerili ta absorpcijski spekter v 130 opazovanjih SBS 1408+544, prišlo do premika s pravega položaja sence absorpcije ogljika. To se je sčasoma povečalo, ko je sevanje iz kvazarja odrinilo material iz okolice. Ta material je oblikoval supermasivne vetrove črne luknje, ki so dosegali hitrosti do 58 milijonov kilometrov na uro, kar je približno 45.000-krat več od hitrosti zvoka.
Plin se premika vedno hitreje
»Ta premik nam pove, da se plin premika hitro in vedno hitreje,« je dejal sovodja ekipe in diplomant astronomije Univerze Wisconsin–Madison, Robert Wheatley. »Veter se pospešuje, ker ga potiska sevanje, ki ga odnese akrecijski disk. «
Znanstveniki sumijo, da so že prej opazili pospeševanje vetrov supermasivne črne luknje, vendar je tokrat prvič, da je bilo opazovanje podprto s trdnimi dokazi. Takšni kozmični vetrovi so zelo zanimivi za astronome, ker plin, ki ga premikajo vetrovi, služi kot gradnik zvezd. To pomeni, da če so vetrovi črnih lukenj dovolj močni, lahko prekinejo nastajanje zvezd in s tem ubijejo svoje gostiteljske galaksije. Lahko tudi prikrajšajo osrednje supermasivne črne luknje za gorivo in tako končajo svoje dni kot kvazarski stroji.
To bi lahko spremenilo aktivno galaksijo v tiho galaksijo, kot je Rimska cesta, ki ima poleg zelo počasnega nastajanja zvezd v svojem srcu tudi spečo velikansko črno luknjo. Druga možnost je, da bi vetrovi iz supermasivnih črnih lukenj plin stisnili, namesto da bi ga potisnili stran, kar bi sprožilo nove napade nastajanja zvezd v njihovih gostiteljskih galaksijah.
Vetrovi črnih lukenj, kot jih vidi ekipa, bi lahko potovali tudi izven obrobja njihovih galaksij, vplivali na sosednje galaksije in sčasoma na sosednje supermasivne črne luknje v središču teh galaksij.
»Supermasivne črne luknje so velike, a res majhne v primerjavi s svojimi galaksijami,« je dejala Grier. »To ne pomeni, da se ne morejo pogovarjati med seboj, in to je način, da se eden pogovarja z drugim, kar bomo morali upoštevati, ko bomo modelirali učinke teh vrst črnih lukenj.«
Novinar
