Existuje rozdíl mezi hladovením a hodováním černých děr?

Před několika desítkami let si astronomové mysleli, že přišli na to, jak fungují kvasary. Nyní nová studie vyvolala v dílech klíč.

Tato karikatura ukazuje supermasivní černou díru spolu se svou družinou plynných disků, mraků a trysek. Ačkoli to vypadá jednoduše, vytvořilo paradigma: že všechny aktivní galaxie jsou v podstatě stejné. Jakékoli rozdíly, které vidíme, pocházejí z prohlížení podobných objektů z různých úhlů. Kvasar, který se zdá být brilantní při pohledu tváří v tvář, při pohledu skrz jeho torus zaprášeného plynu zmizí.
CM Urry a P. Padovani

Po celá desetiletí fungují astronomové se základním předpokladem: supermasivní černé díry jsou v zásadě stejné. Tyto černé díry sedí ve středu galaxií a pohlcují plyn a tento plyn se vzdá části své energie jako světlo, než upadne do zapomnění.

Ať už vidí astronomové nějaké rozdíly v takzvaných aktivních galaxiích, nespočívá ve změnách jejich centrálních černých děr nebo jejich ošetřujících sítnic plynných disků, mraků, větru a proudů ets, ale v tom, jak je vidíme. Pokud naše linie pohledu na brilantní kvazár projde zákalem prachu a plynu, bude to vypadat značně jinak (předvídatelným způsobem), než když to uvidíme tváří v tvář.

Ale je toho příběhu víc?

Breaking Unification

Mnoho pozorování podpořilo tento scénář sjednocení. Nedávné studie však naznačily, že mezi různými aktivními galaxiemi mohou existovat skutečné rozdíly. Tyto rady se staly mnohem silnějšími. Claudio Ricci (Pontificia katolická univerzita v Chile, Čínská akademie věd Jižní Ameriky pro astronomii a Pekingská univerzita) a jeho kolegové provedli průzkum 836 relativně blízkých kvasarů a zjistili, že jejich superhmotné černé díry nejsou úplně stejné.

Ukázalo se, že tito kvazanti pohlcující plynný bufet to dělají venku, aniž by cokoli zakrývali jejich narůstání, zatímco velké množství prašného plynu zakrývá ty kvazary, které jsou redukovány na okusování na kouscích.

Ke změně klíče dochází, když do černé díry padne dostatek plynu, aby záření, které vydává, začalo tlačit zpět na plyn, který je dále. (Ano, je to divné, ale fotony mohou ve skutečnosti vyvíjet tlak na plyn!) Takže autoři pokračují v argumentaci, že pokud kvasar naroste plyn dostatečně rychle, bude produkovat dostatek záření k vyfukování pryč kolem ní jakýkoli zakrývající prach.

Výsledky jsou publikovány v Přírodě 28. září .

Swift kosmická loď nabízí ptačí pohled

Umělec dojem kvasaru.
NASA / ESA

Astronomové dříve našli podobné výsledky, ale tento výzkum je obzvláště přesvědčivý kvůli studovaným kvasarům.

Ricci a jeho kolegové pomocí kosmického dalekohledu Swift vybrali kvasary svými rentgenovými paprsky, emitovanými v rozmezí mezi 14 a 195 kiloelectronovými volty (keV). Takové vysokoenergetické záření, které přichází z oblastí velmi blízkých černé díře, ignoruje zakrývající materiál na své cestě k Zemi, prochází jím téměř stejným způsobem, jakým rentgenové paprsky z lékařských strojů procházejí tělem a svalem, aby zobrazovaly váš obraz. kosti.

V předchozích studiích bylo obtížné dokázat, že slabé, hladovějící černé díry měly kolem sebe hodně zaprášeného plynu, protože bylo stejně snadné říci, že zakrývající materiál maskoval černou díru, takže vypadal méně světelně. Ale v této studii nám vysoce energetické rentgenové paprsky poskytují jasný pohled na aktivitu kvasarů, takže výsledky jsou silné.

Co to znamená pro vývoj kvasaru? Autoři předložili jednoduchý scénář toho, jak mohou kvasary růst: Za prvé, sloučení nebo jiná událost posílá plyn proudící do středu galaxie. Tam to obojí černou díru a zakrývá ji. Ale jak černá díra stále více a více, její záření vypuzuje zbývající plyn. Na nějaký čas existuje jako brilantní kvasar, jeho plyn září jasně. Když však jídlo klesá, černá díra opět mizí v klidu.

Ale počkejte a uvidíme, že k příběhu může být více.