Astronomiya

Supermassive qara dəlik xüsusiyyətləri ilə qalaktikanın fırlanma sürəti arasındakı əlaqə

Supermassive qara dəlik xüsusiyyətləri ilə qalaktikanın fırlanma sürəti arasındakı əlaqə

Bir qalaktikanın mərkəzi supermassive qara dəliyi ilə qalaktika fırlanma sürətinin ölçüsü və ya spinlə - ya da digər xüsusiyyətlərlə arasında bir əlaqə varmı (bu da qalaktikadakı qaranlıq maddənin hesablanmış miqdarı ilə mütənasib olacağını düşünürəm [?]) ?

Təşəkkürlər!


Çox böyük bir qara dəlik ilə onun sahib qalaktikası arasında heç bir əlaqə yoxdur?

Qalaktik mərkəzdən güclü ionlaşmış qaz çıxışı olan aktiv qalaktikanı müşahidə etmək üçün Atacama Böyük Millimetr / submillimetr Arrayından (ALMA) istifadə edərək, Academia Sinica Astronomiya və Astrofizika İnstitutunun (ASIAA, Tayvan) Dr. Yoshiki Toba rəhbərlik etdiyi bir qrup Astronomları daha da çaşqın vəziyyətə gətirən bir nəticə əldə etdi - qrup qalaktik disklə əlaqəli olan karbonmonoksit (CO) qazını aşkar şəkildə aşkarladı, bununla birlikdə qalaktikada yerləşən CO qazının güclü ionlaşmış qazdan təsirlənmədiyini də tapdılar. axın qalaktik mərkəzdən başladı.

Qalaktikaların və superkütləvi qara dəliklərin meydana gəlməsini və təkamülünü izah edən məşhur bir ssenariyə görə, supermassive qara dəliklərin yerləşdiyi qalaktik mərkəzlərdən gələn şüalanma molekulyar qaza (CO kimi) və qalaktikaların ulduz meydana gəlməsi fəaliyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər. Super kütləli qara dəlik tərəfindən idarə olunan ionlaşmış qaz axınının mütləq ev sahibi qalaktikanı təsir etməyəcəyini göstərən bir ALMA nəticəsi ilə "Qalaktikaların və supermassive qara dəliklərin birlikdə təkamülünü daha çox düşündürücü hala gətirdi" deyə Yoshiki izah edir. bu tip qalaktikaların daha çox məlumatlarına nəzər salmaq. Bu, qalaktikaların və çox böyük qara dəliklərin əmələ gəlməsi və təkamülünün tam mənzərəsini anlamaq üçün çox vacibdir. "

"Kainatın 13,8 milyard illik tarixi boyunca qalaktikalar necə meydana gəldi və inkişaf etdi?" Sualını cavablandırır. müasir astronomiyada əsas mövzulardan biri olmuşdur. Tədqiqatlar onsuz da demək olar ki, bütün böyük qalaktikaların mərkəzlərində böyük bir qara dəlik saxladığını ortaya qoydu. Son tapıntılarda aparılan araşdırmalar, qara dəlik kütlələrinin ev sahibi qalaktikalarla sıx əlaqəli olduğunu ortaya qoydu. Bu qarşılıqlı əlaqə, superkütləvi qara dəliklərin və onların sahib qalaktikalarının birlikdə inkişaf etdiklərini və böyüdükcə bir-birləriylə sıx qarşılıqlı əlaqədə olduqlarını, qalaktikaların və supermassive qara dəliklərin birgə təkamülü olaraq da bilinir.

Qalaktika mərkəzindəki süper kütləvi bir qara dəlik tərəfindən idarə olunan qaz axını, son zamanlarda qalaktikaların və qara dəliklərin birlikdə təkamülündə əsas rol oynadığı üçün diqqət mərkəzinə çevrildi. Geniş qəbul edilmiş bir fikir bu fenomeni belə təsvir etmişdir: superkütləvi qara dəliyin yerləşdiyi qalaktik mərkəzdən gələn güclü şüalanma ətrafdakı qazı ionlaşdırır və ulduz formasiyasının tərkib hissəsi olan molekulyar qazı da təsir edir, güclü şüalanma ulduz formasını aktivləşdirir və ya basdırır. qalaktikalar. Ehime Universitetinin professoru Tohru Nagao deyir ki, "biz astronomlar, superkütləvi qara dəliklərin fəaliyyəti ilə qalaktikalarda ulduz əmələ gəlməsi arasındakı həqiqi əlaqəni başa düşmürük". "Bu səbəbdən də aramızda olan bir çox astronom, nüvə axını ilə ulduz yaradan fəaliyyətlər arasındakı qarşılıqlı əlaqənin əsl səhnəsini müştərək təkamülün sirrini açmaq üçün can atırlar."

Ekip, diqqətəlayiq bir xüsusiyyətə sahib olan Tozdan Qorunan Qalaktika (DOG) adlanan müəyyən bir obyekt növünə diqqət yetirdi: görünən işıqda çox zəif olmasına baxmayaraq, infraqırmızıda çox parlaqdır.

Astronomlar, köpəklərin nüvələrində aktiv şəkildə böyüyən supermassive qara dəliklər saxladıqlarına inanırlar. Xüsusilə, bir DOG (WISE1029 + 0501, bundan sonra WISE1029) supermassive qara dəliyindən güclü şüalanma ilə ionlaşan qazdır. WISE1029, ionlaşmış qaz çıxışı baxımından həddindən artıq bir hal olaraq bilinir və bu faktor tədqiqatçıları molekulyar qazının nə olacağını görməyə sövq etdi.

Qalaktikalarda molekulyar qaz və ulduz əmələ gətirmə fəaliyyətinin xüsusiyyətlərini araşdırmaqda əla olan ALMA-nın üstün həssaslığından istifadə edərək qrup CO və WISE1029 qalaktikasının soyuq tozunu müşahidə edərək araşdırmalarını apardı. Ətraflı analizdən sonra təəccüblü bir şəkildə tapdıqları kimi əhəmiyyətli bir molekulyar qaz axınının heç bir əlaməti yoxdur. Bundan əlavə, ulduz əmələ gətirmə fəaliyyəti nə aktivləşdirilir, nə də yatırılır. Bu, WISE1029-dakı supermassive qara dəlikdən başlayan güclü bir ionlaşmış qaz axınının nə ətrafdakı molekulyar qazı, nə də ulduz meydana gəlməsini əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdiyini göstərir.

Çox kütləvi bir qara dəliyin yığılma gücündən qaynaqlanan ionlaşmış qaz axınının ətrafdakı molekulyar qaza böyük təsir göstərdiyini söyləyən bir çox xəbər var. Bununla birlikdə, tədqiqatçıların bu dəfə bildirdikləri üçün ionlaşmış və molekulyar qaz arasında sıx bir qarşılıqlı əlaqə olmaması çox nadir bir haldır. Yoshiki və komandanın nəticəsi, superkütləvi bir qara dəlikdən gələn radiasiyanın həmişə ev sahibi qalaktikanın molekulyar qazına və ulduz əmələ gəlməsinə təsir göstərmədiyini göstərir.

Bunların nəticəsi qalaktikaların və supermassive qara dəliklərin birgə inkişafını daha şaşırtıcı vəziyyətə gətirsə də, Yoshiki və komandası ssenarinin tam mənzərəsini açıqlamaqda maraqlıdırlar. O, "belə bir təkamülü anlamaq astronomiya üçün çox vacibdir. Bu tip qalaktikaların statistik məlumatlarını toplayaraq və ALMA-dan istifadə edərək daha çox müşahidələrdə davam edərək həqiqəti ortaya qoyacağına ümid edirik."


Tədqiqatçılar qara dəlik fırlanma enerjisinin dinamikasını aydınlaşdırırlar

Şəkil 1. Qırmızı rəngdə göstərilən bir toplama diski ilə əhatə olunmuş supermassive qara dəlik, şaquli şüaları buraxır. Kredit: MIPT

MIPT-dəki astrofiziklər, qalaktikaların mərkəzlərindəki supermassive qara dəliklər haqqında fərziyyəni yoxlamaq üçün bir model hazırladılar. Yeni model, alimlərə bir qara dəliyin astrofizik təyyarələr olaraq bilinən ionlaşmış maddə şüaları buraxarkən nə qədər fırlanma enerjisi itirdiyini təxmin edə bilir. Enerji itkisi bir jetin maqnit sahəsinin ölçülərinə əsasən qiymətləndirilir. Kağız jurnalda dərc edilmişdir Astronomiya və Kosmik Elmlərdə Sərhədlər.

Astrofiziklər yüzlərlə nisbi reaktivi - super qalın qara dəliklərə sahib aktiv qalaktik nüvələrin buraxdığı nəhəng maddi axınları müşahidə etdilər. Bir jetdəki maddə təxminən işığın sürətinə qədər sürətlənir və bu səbəbdən "nisbi" ifadəsi verilir. Təyyarələr, astronomik standartlara görə də nəhəngdir - uzunluğu ev sahibi qalaktikanın radiusunun yüzdə bir hissəsinə və ya əlaqəli qara dəlikdən təxminən 300.000 dəfə böyük ola bilər.

Yəni, hələ də tədqiqatçıların təyyarələr haqqında bilmədikləri bir çox şey var. Astrofiziklər nədən edildiklərindən belə əmin deyillər, çünki reaktiv müşahidələr heç bir spektral xətt vermir. Mövcud konsensus, təyyarələrin, ehtimal ki, elektronlardan və pozitronlardan və ya protonlardan hazırlandığını qəbul edir, lakin onlar hələ də sirr olaraq qalır. Tədqiqatçılar yeni məlumatlar əldə etdikcə bu fenomenin daha əhatəli və özünə uyğun bir modeli tədricən ortaya çıxır.

Qara bir çuxura yuvarlanan və düşən maddə yığılma diski adlanır. Jet meydana gəlməsində həlledici rol oynayır. Qara dəlik, toplama diski və jetləri ilə birlikdə (şəkil 1) enerjini çevirmək üçün ən təsirli "maşın" olduğu düşünülür. Belə bir sistemin effektivliyini təyyarələrin ötürdüyü enerjinin yığılmış maddənin enerjisinə nisbəti kimi təyin etsək, hətta yüzdə 100-dən çox ola bilər.

Buna baxmayaraq, sistemə daha yaxından baxdıqda, termodinamikanın ikinci qanununun hələ də qüvvədə olduğunu göstərir. Bu əbədi hərəkət maşını deyil. Jetin enerjisinin bir hissəsinin qara dəliyin fırlanmasından gəldiyi ortaya çıxdı. Yəni bir jeti işə salmaqla qara dəlik getdikcə daha yavaş fırlanır.

Bir mənada bu qalıcı görünən hərəkət daha çox elektrik velosipedinə bənzəyir. Gücləndirici maddənin giriş enerjisi - motorçu vəziyyətində əzələ işi ilə jetin çıxma enerjisi və ya velosipedin hərəkəti arasında aydın bir uyğunsuzluq var. Hər iki halda da, əlavə bir gizli enerji mənbəyi var - velosipedin elektrik motorunu işləyən batareya və qara dəliyin fırlanması.

Qara dəlik yığılma sayəsində açısal bir impuls qazanır - yəni daha sürətli fırlanmağa başlayır. Jets, fırlanma enerjisi hasilatı olaraq bilinən bu həddindən artıq açısal impulsun bir hissəsini daşıyır. Bənzər təsirlər gənc ulduzlarda müşahidə olunur. Bir ulduzun əmələ gəlməsi zamanı çox açısal impulsa sahib olan yığılma diskinin maddəsini tutur. Lakin müşahidələr göstərir ki, bu cür ulduzlar əslində çox yavaş dönür. Bütün itkin açısal momentumlar bu ulduzların buraxdığı dar təyyarələri gücləndirmək üçün istifadə olunur.

Şəkil 2. Bir jetin maqnit sahəsinin eninə quruluşu. Kredit: MIPT

Alimlər bu yaxınlarda aktiv qalaktik nüvələrin buraxdığı təyyarələrdəki maqnit sahələrini ölçmək üçün yeni bir metod hazırladılar. Astrofizik Elena Nokhrina məqaləsində bu metoddan qara dəlik fırlanmasının reaktiv gücünə qatqısını qiymətləndirmək üçün istifadə edilə biləcəyini göstərdi. İndiyə qədər fırlanma enerjisinin jetin enerjisinə yönəldilməsi üçün düstur empirik olaraq sınaqdan keçirilməyib. Təəssüf ki, bu günə qədər heç bir etibarlı müşahidədə fırlanma enerjisinin itkisini qiymətləndirmək üçün vacib olan qara dəliyin fırlanma sürəti tutulmamışdır.

Qara dəliyin özünün maqnit sahəsi yoxdur. Bununla birlikdə, toplama diskindəki ionlaşmış maddə ətrafında şaquli bir maqnit sahəsi meydana gəlir. Qara dəlik tərəfindən fırlanma enerjisinin itkisini təxmin etmək üçün elm adamları hadisə üfüqü olaraq bilinən qara dəliyin ətrafındakı sərhəddən maqnit axını tapmalıdırlar.

"Maqnetik axın qorunub saxlanıldığından, onun reaktivdəki böyüklüyünü ölçərək, qara dəliyin yanında maqnit axını da öyrənirik. Qara dəliyin kütləsini bilməklə onun fırlanma oxundan hadisə üfüqünə qədər olan məsafəni - şərti sərhədini hesablaya bilərik. Bu, fırlanma oxu ilə qara dəliyin sərhədləri arasındakı elektrik potensialı fərqini qiymətləndirməyə imkan verir.Plazmadakı elektrik sahəsinin skrinini nəzərə alaraq qara dəliyin yaxınlığında elektrik cərəyanını tapmaq mümkündür.Hər iki cərəyanı da bilmək və potensial fərqi, qara dəliyin dönmə sürətinin yavaşlaması səbəbindən itirdiyi enerjinin miqdarını təxmin edə bilərik "dedi. Məqalənin müəllifi və MIPT-nin nisbi astrofizika laboratoriyasının rəhbər müavini Elena Nokhrina.

Hesablamalar qara dəlik tərəfindən buraxılan bir jetin ümumi gücü ilə qara dəlik tərəfindən fırlanma enerjisinin itkisi arasında bir əlaqəyə yönəlir. Xüsusilə, bu tədqiqat son bir jet quruluş modelindən istifadə edir (şəkil 2). Bu model inkişaf etdirilmədən əvvəl tədqiqatçılar təyyarələrin homojen eninə quruluşa sahib olduğunu qəbul etdilər, bu da sadələşdirmədir. Yeni modeldə, bir reaktivin maqnit sahəsi homojen deyil və daha dəqiq proqnozlara imkan verir.

Jetləri yerləşdirən qalaktikaların əksəriyyəti maqnit sahələrinin eninə quruluşunu ayırd etmək üçün çox uzaqdır. Beləliklə, təcrübə yolu ilə ölçülən maqnit sahəsi, sahənin komponentlərinin böyüklüyünü qiymətləndirmək üçün model transvers quruluşu ilə müqayisə olunur. Yalnız eninə quruluşu nəzərə alaraq qara dəlik fırlanma güc jetlərinin mexanizmini yoxlamaq mümkündür. Əks təqdirdə fırlanma sürətini bilmək lazım olardı.

Tədqiqatda test edilən hipotez, jet gücünün maqnit axınına və qara dəliyin fırlanma sürətinə bağlı olduğunu bildirir. Bu, bir jetin fırlanma enerjisi ilə nə dərəcədə işlədiyini ölçməyə imkan verir. Xüsusi olaraq, bu nəzəri iş, fırlanma sürətini bilmədən bir qara dəlik tərəfindən nə qədər fırlanma enerjisinin itdiyini təxmin etməyə imkan verir - yalnız jetin maqnit sahəsi ölçmələrindən istifadə edərək.


WISDOM layihəsi - VI. Mükəmməl qara dəlik kütləsi ilə qalaktikanın fırlanması arasında molekulyar qazla əlaqəni araşdırmaq

Supermassive qara dəlik kütlələri (SMBH) ilə onların sahib qalaktikalarının xüsusiyyətləri arasındakı empirik əlaqələr yaxşı qurulmuşdur. Bunlar arasında hər bir qalaktikanın ya fırlanma əyrisində böyük bir radiusda, ya da məkana inteqrasiya olunmuş bir emissiya xətti genişliyi ilə ölçülən düz fırlanma sürəti ilə korrelyasiya var. Burada əvvəlcədən Tully-Fisher (parlaqlıq-fırlanma sürəti) əlaqəsi üçün faydalı olduğu göstərilən bu fırlanma sürətinin alternativ izləyicisi olaraq proqnozlaşdırılan inteqrasiya olunmuş CO emissiya xətti genişliyinin istifadəsini təklif edirik. COB xətti genişlikləri ilə SMBH kütlələri arasındakı əlaqəni, dinamik SMBH kütlə ölçmələri olan iki qalaktikanın nümunələri üçün müvafiq olaraq məkan həll edilmiş və həll olunmamış CO müşahidələri ilə araşdırırıq. Ən sıx korrelyasiya log (MBH / M⊙) = (7.5 ± 0.1) + (8.5 ± 0.9) [log (W50 / sin i km s − 1) - 2.7] kimi 25 qalaktikanın həll edilmiş nümunəsindən istifadə olunur, burada MBH mərkəzi SMBH kütləsidir, ikiqat buynuzlu bir emissiya xətti profilinin yarısında maksimum tam eni W50 və mən CO diskinin meylidir. Bu əlaqə, digər SMBH kütlə korrelyasiyaları ilə müqayisə edilən və 0.6 dex daxili dağınıqlığın üstünlük təşkil etdiyi 0.6 dex ümumi bir səpələnməyə malikdir. Proqnozlaşdırılan CO xətt enləri ilə bir effektiv radiusda ortalama ulduz sürət dispersiyaları arasında da sıx bir əlaqə mövcuddur. Yerli SMBH kütlə funksiyasını qiymətləndirmək üçün əlaqəmizi SOĞUK QAZ nümunəsinə tətbiq edirik.

Məhsul növü: Məqalə
Tarix Növü: Nəşr
Vəziyyət: Nəşr olunub
Məktəblər: Fizika və Astronomiya
Naşir: Oxford Universiteti Mətbuatı
ISSN: 0035-8711
İlk uyğun depozitin tarixi: 9 Noyabr 2020
Qəbul tarixi: 15 Oktyabr 2020
Son Dəyişiklik: 20 Yanvar 2021 10:08
URI: http://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/136213
Vaxt göstərildi Google Akademik. Google Scholar'da baxın

Vaxt göstərildi Veb of Science. Web of Science-də baxın.


Əsas Kenar Çubuğu

ALMA, nəhəng eliptik qalaktika NGC 3258-in mərkəzindəki kosmik behemot - supermassive qara dəlik ətrafında fırlanan soyuq qazın ən dəqiq ölçmələrini etdi. Çox rəngli ellips, qara dəliyi dövr edən qazın hərəkətini mavi ilə əks etdirdi. bizə doğru hərəkəti və bizdən qırmızı hərəkəti göstərən. İç qutu, orbital sürətin qara dəlikdən uzaqlaşdıqca necə dəyişdiyini əks etdirir. [Kredit: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), B. Boizelle NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello Hubble Space Teleskop (NASA / ESA) Carnegie-Irvine Galaxy Survey.]


Astronomlar Galaxy Mergers və Supermassive Black Deliklər arasındakı əlaqəni təsdiqləyirlər

Bu sənətkarın təəssüratı, superkütləli qara dəliklərdən gələn yüksək sürətli təyyarələrin necə görünəcəyini göstərir. Bu plazma axınları, onu əhatə edən fırlanan materialın diskini istehlak etdiyi üçün supermassive bir qara dəliyin fırlanmasından enerjinin alınmasının nəticəsidir. Bu təyyarələrin radio dalğa boylarında çox güclü tullantıları var.

Astronomlar Hubble Kosmik Teleskopundan birləşərək qalaktikalar arasındakı əlaqəni və nüvələrindəki supermassive qara dəliklərin fəaliyyətini araşdırmaq üçün böyük bir araşdırma aparmaq üçün istifadə etdilər və yüksək sürətli, radio ilə işləyən supermassive qara dəliklərin mövcudluğu arasında bir əlaqə aşkar etdilər. - siqnal yayan təyyarələr və onların qala qalaktikalarının birləşmə tarixi.

İndiyə qədər aparılmış ən geniş sorğuda bir qrup elm adamı, yüksək sürətli, radio siqnal yayan təyyarələri gücləndirən super-küt qara dəliklərin mövcudluğu ilə ev sahibi qalaktikaların birləşmə tarixi arasında birmənalı əlaqə tapdılar. Bu təyyarələrə ev sahibliyi edən qalaktikaların demək olar ki, hamısının başqa bir qalaktika ilə birləşdiyi və ya bu yaxınlarda edildiyi aşkar edildi. Nəticələr, qara dəliklərin birləşməsi nəticəsində meydana gələn təyyarələrin vəziyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə ağırlıq verir və Astrophysical Journal-da təqdim ediləcək.

NASA / ESA Hubble Space Telescope’un Geniş Sahə Kamerası 3-dən (WFC3) istifadə edən astronomlar qrupu birləşmələrə məruz qalan qalaktikalar arasındakı əlaqəni və nüvələrindəki super-küt qara dəliklərin fəaliyyətini araşdırmaq üçün böyük bir araşdırma apardı.

Ekip, çox sayda parlaq mərkəzli - aktiv qalaktik nüvələr (AGNs) kimi tanınan çox sayda qalaktikanı seçdi və ətrafında çox böyük miqdarda istiləşən maddənin ətrafa fırlandığını və çox böyük bir qara dəlik tərəfindən yeyildiyini düşündü. Qalaktikaların çoxunun böyük bir qara dəliyə ev sahibliyi etdiyi düşünülsə də, bunların yalnız kiçik bir hissəsi bu işıqlıdır və daha azı bir addım daha irəliləyərək nisbi təyyarələr olaraq bilinənləri meydana gətirir [1]. İki sürətli plazma jeti, demək olar ki, işığın sürəti ilə hərəkət edir və qara dəliyi əhatə edən maddənin diskinə doğru açılarla əks istiqamətdə axır və minlərlə işıq ilini kosmosa uzadır. Jetlərin içindəki isti material həm də radio dalğalarının mənşəyidir.


Bu sənətkarın təəssüratı, superkütləli qara dəliklərdən gələn yüksək sürətli təyyarələrin necə görünəcəyini göstərir. Bu plazma axınları, onu əhatə edən fırlanan materialın diskini istehlak etdiyi üçün supermassive bir qara dəliyin fırlanmasından enerjinin alınmasının nəticəsidir. Bu təyyarələrin radio dalğa boylarında çox güclü tullantıları var. Kredit: ESA / Hubble, L. Calçada (ESO)

ABŞ-ın Kosmik Teleskop Elm İnstitutundan olan Marco Chiaberge (ABŞ-ın Johns Hopkins Universiteti və INAF-IRA, İtaliya ilə də əlaqəlidir) və komandasının təsdiqləməyə ümid etdikləri bu reaktivlər qalaktik birləşmələrin nəticəsidir [2].

Ekip, son və ya davam edən birləşmələrin görünən əlamətləri üçün beş kateqoriyadakı qalaktikaları yoxladı - iki tip qalaktikalar, iki növ qalaktikalar işıqlı özəyi olan, lakin heç bir reaktiv olmayan qalaktika və bir sıra nizamlı qalaktika dəsti [3].

"Bu relyativistik təyyarələrə ev sahibliyi edən qalaktikalar radio dalğa uzunluğunda çox miqdarda radiasiya verir" deyə Marko izah edir. “Hubble’ın WFC3 kamerasını istifadə edərək, təyyarələrin varlığını nəzərdə tutan böyük miqdarda radio emissiyası olan qalaktikaların demək olar ki hamısının birləşmə ilə əlaqəli olduğunu gördük. Ancaq birləşmə sübutlarını göstərən təkcə jeti olan qalaktikalar deyildi! ” [4].

İtaliyanın Osservatorio Astronomico di Bologna-dan həmmüəllif Roberto Gilli, "Özümüzdəki əksər birləşmə hadisələrinin əslində güclü radio emissiyası olan AGN-lərin yaranması ilə nəticələnmədiyini gördük" dedi. "Baxdığımız digər qalaktikaların təxminən 40% -i bir birləşmə yaşadı və hələ də həmkarlarının möhtəşəm radio emissiyaları və təyyarələrini istehsal edə bilmədilər."

Qalaktikanın nisbi reaktiv təyyarələrlə supermassive bir qara dəliyə ev sahibliyi etməsi üçün qalaktik bir birləşmənin demək olar ki, mütləq bir zərurət olduğu artıq aydın olsa da, komanda, qarşılanmalı olan əlavə şərtlərin olması lazım olduğunu düşünür. Mərkəzi qara dəlik daha sürətli fırlandıqda - ehtimal ki, oxşar kütlədə olan başqa bir qara dəliyə rast gəlmək nəticəsində - qara dəliyin dönməsindən çıxarılan artıq enerji kimi bir qalaktikanın başqası ilə toqquşması ilə reaktivlər ilə çox böyük bir qara dəlik əmələ gətirdiyini təxmin edirlər. jetləri gücləndirəcəkdi.

“Birləşmələrin mərkəzi qara dəliyi təsir etməsinin iki yolu var. Birincisi, həm qara dəliyə, həm də ətrafdakı maddənin diskinə kütlə əlavə edərək qalaktikanın mərkəzinə doğru sürülən qaz miqdarında bir artım olacaq ”deyə məqalənin həmmüəllifi Colin Norman izah edir. “Lakin bu proses bütün birləşən qalaktikalardakı qara dəlikləri təsir etməlidir, lakin qara dəliklərlə birləşən qalaktikaların hamısı da jetlə nəticələnmir, bu səbəbdən bu reaktivlərin necə meydana gəldiyini izah etmək kifayət deyil. Digər ehtimal, iki kütləvi qalaktika arasındakı birləşmənin oxşar kütlədəki iki qara dəliyin birləşməsinə səbəb olmasıdır. İki qara dəlik arasındakı müəyyən bir birləşmə növü, təyyarələrin istehsalını hesaba gətirən tək bir dönən supermassive qara dəlik istehsal edə bilər. ”

Anket dəstini daha da genişləndirmək və bu mürəkkəb və güclü proseslərə işıq tutmağa davam etmək üçün həm Hubble, həm də Atacama Böyük Millimetr / submillimetr Array (ALMA) istifadə edərək gələcək müşahidələrə ehtiyac var.

[1] Nisbi reaktiv təyyarələr işığın sürətinə yaxın məsafədə hərəkət edir və onları bilinən ən sürətli astronomik obyektlərdən birinə çevirir.

[2] Bu tədqiqatda istifadə olunan yeni müşahidələr 3CR-HST qrupu ilə əməkdaşlıq edildi. Bu beynəlxalq astronomlar qrupuna hal-hazırda Marco Chiaberge rəhbərlik edir və Hubble Kosmik Teleskopunu istifadə edərək 3CR kataloqu ilə bir sıra radio qalaktikaları və kvazarları araşdırmalar aparmışdır.

[3] Komanda müşahidələrini Hubble-dan alınan arxiv məlumatları ilə müqayisə etdi. On iki çox uzaq radio qalaktikanı birbaşa araşdırdılar və nəticələri digər müşahidə proqramları zamanı müşahidə olunan çox sayda qalaktikanın məlumatları ilə müqayisə etdilər.

[4] Digər tədqiqatlar, qalaktikanın birləşmə tarixi ilə radio dalğa uzunluğundakı yüksək şüalanma səviyyələri arasında qalaktikanın mərkəzində gizlənən nisbi jetlərin mövcudluğuna işarə edən güclü bir əlaqə olduğunu göstərmişdir. Bununla birlikdə, bu anket çox daha genişdir və nəticələr çox açıqdır, yəni demək olar ki, radio ilə səsli AGN-lərin, yəni nisbi təyyarələrlə qalaktikaların qalaktik birləşmələrin nəticəsi olduğu demək olar.


Hadisə Horizon Teleskopu: Qara dəlik burulma jeti istehsal edir

Bu dəfə bizə həyəcanlı qazın və ya plazmanın böyük bir təyyarəsinin əsası göstərilib, işıq sürətində başqa bir qara dəlikdən uzaqlaşırıq.

Səhnə həqiqətən orijinal hədəfin & quotbackground & quot-də idi.

Event Horizon Teleskopunu idarə edən elm adamları, Astronomy & amp Astrophysics jurnalında jeti təsvir edirlər.

3C 279 olaraq bilinən kosmik bölgə üzərində etdikləri araşdırmaların, qara dəliklərin yaxınlığında davranışa təkan verən fizikanı daha yaxşı anlamalarına kömək edəcəklərini söylədilər.

3C 279, astronomların çox uzaq bir qalaktikanın son dərəcə parlaq nüvəsini - kvazeri adlandırdıqları şeydir. Bu, dünyadan 5.5 milyard işıq ili uzaqlıqdadır.

Hamıya məlumdur və eyni zamanda Galaxy M87-nin mərkəzindəki supermassive qara dəliyin heyrətləndirici xəritəsini hazırladıqları zaman EHT & # x27 səkkiz fərdi radio teleskopun performansını uyğunlaşdırmaq üçün kalibrləmə hədəfi olaraq istifadə edildi.

EHT-nin əldə etdiyi diqqətəlayiq qətnamə - M87 ilə bu dərəcədə effektli - 3C 279 ilə yenidən divident ödəyir, çünki əvvəllər tanınmamış xüsusiyyətləri görürük.

3C 279-un da ürəyində böyük bir qara dəlik var. Günəşimizin kütləsindən və cazibəsindən təxminən bir milyard dəfə çoxdur və çox yaxınlaşan ulduzları və ya qazları çəkib parçalayır. Bu material, ehtimal ki, çuxurun ətrafında dolanan bir diskə yerləşdirilir, ancaq bir hissəsi əks istiqamətdə hərəkət edən iki reaktiv boyunca yenidən kosmosa atılır.

3C 279-un əvvəlki şəkillərində, bizə tərəf hərəkət edən təyyarənin konturunu aşkar edə bildik (əks istiqamətdə hərəkət edən aşkarlanmadı). Ancaq yeni EHT şəklində detalları bu jetin qara dəlikdən çıxdığı nöqtəyə yaxın həll edə bilərik. Üstəlik, bu baza sahəsi jetin əsas oxundan bükülmüş və bir qədər uzaqlaşmış kimi görünür.

& quot; Maraqlı & quot; dedi & quot; EHT Collaboration üzvü Dr Ziri Younsi. & quot; həqiqətən də qara dəliyə yaxın bir bölgə görürük. Jetin yığılma diskinə qoşulduğu və bütün enerjisini qara dəlikdən çıxardığı bir qarşılıqlı qat ola bilər.

& quotJetlərin qara dəliklərdən necə istifadə etdiyini həqiqətən anlamırıq. Qara dəliklər sürətlə fırlandıqda Kainatdakı ən təsirli enerji azadedicilərdir, lakin jetin bu enerjini çıxara biləcəyi mexanizm məlum deyil. Bir neçə fikir var, amma hələlik hansının doğru olduğuna əmin deyilik & quot; İngiltərənin London University College, sözlərini BBC News-a bildirdi.

M87 və 3C 279 şəkillərindəki məlumatlar 2017-ci ildə KBB və # x27-lərin geniş yayılmış radio teleskopları tərəfindən toplanmışdır. Layihə öz qalaktikamızın mərkəzində mövcud olan supermassive qara dəlik haqqında məlumat toplamağa davam etmişdir. Süd Yolu.

& quot; Oxatan A * adlandırdığımız bir bölgəyə dair bu məlumatlara sahibik & quot; dedi Dr Younsi. & quotHazırda bunun üzərində işləyirik və bəzi ilkin nəticələrimiz olsa da, bunlar hələ paylaşıla bilməz. Ümid edirik ki, bəlkə də bu ilin sonuna qədər bir şeylər əldə edəcəyik. & Quot; Bu il üçün EHT massivinə yazdığı müşahidə müddəti koronavirus epidemiyasında ləğv edildiyi üçün qrup bu təhlildə cəmləşmək vəziyyətindədir.

3C 279-u təsvir edən A & ampA sənədinin PDF sənədini burada əldə etmək olar. Baş müəllifi Almaniyanın Bonn şəhərindəki Max Planck Radio Astronomiya İnstitutundan Dr Jae-Young Kimdir.

Event Horizon Teleskopu, Cənubi Qütbdən, Havaya, Amerika və Avropaya qədər geniş bir radio qəbuledicisini birləşdirən & quotvirtual teleskopdur. Çox uzun bir əsas interferometri (VLBI) adlı bir texnikadan istifadə edir. Bu, səmada bir dəlik hiss etmək üçün lazımlı qətnamə yarada bilən bir teleskop aperatiyasını təqlid etmək üçün dağılmış şəbəkədən müşahidələri birləşdirir. EHT üçün bu pinprik mikro saniyələr ilə ölçülür.

EHT qrupu üzvləri bu cür performansı geniş ictimaiyyətə çatdırmaq üçün Ayın səthində bir qreypfrut böyüklüyündə bir şeyi Dünyadan görməyə bərabər bir görmə qabiliyyətindən danışırlar.


Canavar Qara Delik İşığın Yarım Sürətində Dönür

Astronomlar ilk dəfə bir qara deşikin dönmə sürətini işıq sürətinin təxminən yarısına qədər sürətləndirdiyini birbaşa ölçdülər.

Uzaq supermassive qara dəlik, adətən, ölçmək üçün çox zəif olardı, lakin nəhəng bir eliptik qalaktikaya sahib olan nadir bir sıra, cazibə obyektivi olaraq bilinən təbii bir teleskop yaratdı ki, bu da elm adamlarına uzaqdakı obyekti araşdırmağa imkan verdi.

"Qravitasiya obyektivi çox vacibdir" deyən Michigan Universitetinin araşdırma müəlliflərindən biri Mark Reynolds Space.com-a e-poçt vasitəsilə bildirdi ... "Bunsuz bir qara dəliyin spinini ölçmək üçün rentgen fotonları toplaya bilməyəcəyik. bu o qədər uzaqdır. " [Kainatdakı Qəribə Qara Deliklər]

Təbiətin pulsuz teleskopu

Yer kürəsindən 6 milyard işıq ilindən çox bir məsafədə, çox böyük bir qara dəlik kvasarı gücləndirir. Kainatın ən parlaq cisimləri olan kvazarlar, qara dəliklərinə düşən materialdan bəslənərək geniş məsafələrə parıldayır.

Qara dəliklər cazibə qüvvəsi o qədər güclü olan nüvə obyektləridir ki, işıq belə onların əllərindən qaça bilməz. Əksəriyyəti ömrünün sonunda bir ulduzun partladığı zaman xarici nüvəsi kiçik bir sıx topa yıxıldıqda meydana gəlir.

Supermassive qara dəliklərin kütləsi günəşin milyonlarla qatına bərabərdir və Samanyolu da daxil olmaqla əksər qalaktikaların mərkəzindədir. Onların mənşəyi hələ məlum deyil.

Alimlərin qəliz cisimlər üzərində ölçə bildikləri yeganə xüsusiyyət kütlələri və spinləridir. Astronomlar qara dəliyin kütləsini qaz və digər cisimlərlə qarşılıqlı təsirlərini ölçərək təyin edə bilirlər, lakin fırlanmasını xarakterizə etmək, xüsusən daha uzaq supermassive qara dəliklər üçün problem olaraq qalmışdır.

Yeni araşdırmada, Michigan Universitetindən Rubens Reisin rəhbərlik etdiyi bir qrup, NASA-nın Chandra X-ray Rəsədxanası və Avropa Kosmik Agentliyinin XMM-Newton - hazırda mövcud olan ən böyük rentgen kosmik teleskoplarından istifadə etdi. materialın diskinin ən daxili bölgələri, kvazarı J1131 gücləndirən supermassive qara dəliyi dövrə vuran və bəsləyən.

Diskin radiusunun ölçülməsi astronomlara işıq sürətinin demək olar ki yarısı olan qara dəliyin fırlanma sürətini hesablamağa imkan verdi.

Komanda, kosmosda nadir bir sıra olmadan spini ölçə bilməzdi. Nəhəng eliptik qalaktika Yerlə kv11 J1131 arasında yerləşir. Nəhəng qalaktika arxasında yatan cisimləri bükmək və böyütmək üçün bir cazibə obyektivi rolunu oynayır - bu vəziyyətdə, çox böyük qara dəlik.

"Teleskop kimi davranır, ancaq təbiətin verdiyi pulsuz" dedi Reynolds.

Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzindən Guido Risaliti, bir elektron poçtda "Kvazərin belə dördqat obyektivi çox nadir bir obyektdir" dedi. "Bir neçə il əvvələ qədər heç biri məlum deyildi."

Tədqiqata cəlb olunmayan Risaliti, supermassive qara dəliklər də öyrənir. Keçən il, yaxınlıqdakı supermassive qara dəliyin spinin ilk etibarlı ölçməsini etdi. Bu gün (5 Mart) Nature jurnalında araşdırma ilə birlikdə çıxan bir News & amp Views məqaləsi yazdı. [Qaçış yoxdur: Qara dəliyə dalın (İnfoqrafik)]

Super əyirici

Çox böyük bir qara dəliyin fırlanması, istehlak etdiyi materialı necə yığdığı barədə məlumat verə bilər. Sürətli bir dönməyə nail olmaq üçün material, qara dəliyə fırlanmasına bənzər bir istiqamətə düşməli və nəticədə onu əyləncəli bir uşaq kimi dönən bir uşaq kimi qaldırmalıdır.

Yavaş bir fırlanma, qara dəliyi təmin edən qaz və tozun bir neçə istiqamətdən içəriyə düşdüyünü, dönmə ilə daxil olub-olmamasına görə qara dəliyi yuxarı və ya aşağı fırlatdığını göstərir. Bu vəziyyətdə, təsadüfi maddi axın, növbə ilə itələyən və çəkən bir uşaq kimi davranır.

J1131-in sürətli fırlanması qara dəliyin bol miqdarda qaz və toz tədarükü etdiyini göstərir. Reynolds, bu böyük həcmlərin digər mənbələr arasında qalaktikalar arasındakı toqquşma və birləşmə ilə təmin edilə biləcəyini söylədi.

Yavaş bir fırlanma və daha çox təsadüfən qidalanma prosesi, ulduzlararası qaz buludlarından və müxtəlif istiqamətlərə çox yaxın gəzən ulduzlardan qaynaqlanan maddələrə səbəb olardı.

Reynolds, "Son 20 ildə aparılan araşdırmalar, bir qalaktikanın mərkəzindəki supermassive qara dəliyin kütləsi ilə qalaktikanın xüsusiyyətləri arasında açıq bir əlaqə olduğunu göstərdi" dedi. "Bu münasibətlər mərkəzi qara dəlik ilə ev sahibi qalaktika arasında simbiyotik bir əlaqəyə işarə edir."

Qara dəliyi öyrənərək astronomlar qalaktikaların mənşəyi və təkamülü haqqında daha çox məlumat əldə edə bilərlər - və spin çox vacib bir rol oynayır.

Reynolds, "Çox böyük bir qara dəliyin böyüməsi onun spinində kodlanır" dedi.

"Növbəti təcili addım yaxınlıqdakı AGN-də bir neçə daha çox qara dəlik spinini əldə etməkdir, lakin bu mənbələrin nadir olması səbəbindən Reis komandasının komandası kimi müşahidələri təkrarlamaq çətin olacaq" dedi Risaliti. "İrəli gedən böyük addım, ESA Athena kimi yüksək həssaslıqlı rentgen teleskoplarının növbəti nəsli ilə qara dəlik spinlərinin ölçüləri olacaqdır."


Bu nəhəng qara dəlik işığın yarısında sürətlə fırlanır!

Çox böyük bir qara dəliyin son yeməyindən qalan qırıntılar alimlərə canavarın fırlanma sürətini hesablamağa imkan verdi və nəticələr ağılsızlıq yaradır.

Tədqiqat qrupu üzvləri, ASASSN-14li olaraq bilinən nəhəng qara dəliyin işığın sürətinin ən az yüzdə 50-də fırlandığını söylədi.

Massachusetts Texnologiya İnstitutunun (MIT) əməkdaşı müəllif Ron Remillard, "Bu qara dəliyin hadisə üfüqü Yerdən təxminən 300 qat daha böyükdür" dedi. (Hadisələr üfüqü, heç bir şeyin, hətta heç bir işığın da qara dəliyin cazibə qüvvəsindən qaça bilməyəcəyi bir həddi.) [Şəkillər: Kainatın Qara Delikləri]

"Yet the black hole is spinning so fast it completes one rotation in about two minutes, compared to the 24 hours it takes our planet to rotate," Remillard added.

ASASSN-14li lies at the heart of a galaxy 290 million light-years away from Earth and harbors between 1 million and 10 million times the mass of the sun. So, it's about as hefty as the black hole at the Milky Way's core, known as Sagittarius A*, which contains about 4 million solar masses. (Supermassive black holes can get much weightier some tip the scales at tens of billions of solar masses.)

ASASSN-14li was discovered in November 2014, after it tore apart a star that strayed too close. This dramatic event caused a flash of bright light, which was spotted by a system of optical telescopes called the All-Sky Automated Survey for Supernovae (hence the black hole's name).

In the new study, a team led by Dheeraj Pasham, also of MIT, observed the X-ray light coming from the ASASSN-14li system. The researchers analyzed data gathered by a number of instruments, including NASA's Chandra X-ray Observatory and Neil Gehrels Swift space telescopes, as well as the European Space Agency's XMM-Newton spacecraft.

These datasets revealed a consistent flickering: ASASSN-14li's X-ray emissions rise and fall every 131 seconds. This clockwork signal is likely caused by a clump of the torn-apart star circling the black hole very close to the event horizon, study team members said.

"The fact that we can track this region of bright X-ray emission as it circles the black hole lets us track just how quickly material in the disk is spinning," Pasham said in the same statement. "That gives us information about the spin rate of the supermassive black hole itself."

That spin speed is impressive but not unprecedented. The few supermassive black holes whose rotation rates have been clocked to date are in the same extreme neighborhood, generally whipping around between 33 percent and 84 percent the speed of light.

The new results &mdash which Pasham presented Wednesday (Jan. 9) at the 233rd meeting of the American Astronomical Society (AAS) in Seattle &mdash could help astronomers better understand how supermassive black holes evolve.

These behemoths can grow in two main ways, Pasham said &mdash by galaxy-scale mergers, and/or by steadily accreting smaller bits of surrounding material. A relatively low rotation rate would implicate mergers as the primary factor, because these random smashups likely wouldn't keep spinning the growing black hole up in the same direction.

However, "if you have a high-spin black hole, supermassive black hole, that's telling us that maybe steady accretion was dominant," Pasham said during a news conference at AAS Wednesday.


Did a Supermassive Black Hole Influence the Evolution of Life on Earth?

In 1939, Albert Einstein published a paper in Annals of Mathematics, arguing that black holes do not exist in nature. A quarter of a century later, Maarten Schmidt discovered quasars as powerful sources of light at cosmological distances. These enigmatic point-like sources were explained in the mid-1960s by Yakov Zel&rsquodovich in the East and Ed Salpeter in the West as supermassive black holes that are fed with gas from their host galaxies. When gas flows towards the black hole, it swirls like water going down the drain. As the gas approaches a fraction of the speed of light at the innermost stable circular orbit (ISCO) around the black hole, it heats-up by rubbing against itself through turbulent viscosity.

Consequently, its accretion disk glows brightly, radiating away about a tenth of its rest mass and exceeding by orders of magnitude the total luminosity from stars in its host galaxy. High feeding rates make quasars visible all the way out to the edge of the visible Universe. Decades later, astronomers found that almost every galaxy hosts a supermassive black hole at its center, which is starved most of the time but bursts sporadically for merely tens of millions of years during each burst. The quasars resemble a baby that tends to remove food off the dining table as soon as it is fed by virtue of becoming too energetic.

This year, the Nobel Prize in Physics was awarded to Andrea Ghez and Reinhard Genzel for providing conclusive evidence that a black hole, albeit starved at the present time, lurks also at the center of our own Milky Way galaxy. This monster, weighing four million Suns, is dormant right now, glowing as the feeble radio source Sagittarius A* (abbreviated SgrA*), which is a billion times fainter than it would have been if it was fed as generously as a quasar.

Even though SgrA* is dim right now, we have clues that it must have experienced episodes of vigorous feeding in the past. This is not a surprise, given that a gas cloud approaching the Galactic center or a star passing within ten times the horizon scale of SgrA* (which translates to roughly the Earth-Sun separation), would get spaghettified by the strong gravitational tide there and turn into a stream of gas that triggers a quasar-like flare.

The &ldquosmoking gun&rdquo evidence for recent feeding episodes of SgrA* by massive quantities of gas is that young stars around SgrA* orbit in preferred planes. This implies that these stars formed out of planar gas disks, just like the planets in the Solar system plane or the stars in the Milky Way disk. Since the age of the stars near SgrA* is less than a percent of the age of the Milky Way galaxy, major accretion episodes from disruption of gas clouds must have occurred at least a hundred of times around SgrA*, based on the Copernican principle that the present time is not special. Indeed, a pair of giant blobs of hot gas, called the Fermi bubbles, are observed to emanate from the Galactic center along the rotation axis of the Milky Way, implying a recent accretion episode around SgrA* that could have powered them. Theoretical calculations imply that in addition to disruption of massive gas clouds, individual stars are also scattered into the vicinity of the black hole and get tidally disrupted once every ten thousand years. The intense feeding from the resulting debris streams could lead to the brightest flares from SgrA*. Such tidal disruption events of stars are indeed observed in other galaxies at the expected rate.

Would the resulting flares of SgrA* have any implications for life on Earth? In principle, they could, since they carry damaging X-ray and Ultraviolet (XUV) radiation. In collaboration with my former postdoc, John Forbes, we showed in 2018 that the XUV radiation emitted during such flares has the capacity to evaporate the atmospheres of Mars or Earth if the Solar system had only been ten times closer to the center of the Milky Way. But even at larger distances, the XUV radiation could suppress the growth of complex life, creating an effect similar to stepping on a lawn so frequently that you inhibit its growth.

At the current location of the Sun, terrestrial life is safe from XUV flares of SgrA*. However, recent studies indicate that the birthplace of the Sun may have been significantly closer to the Galactic center and that the Sun migrated to its current location through gravitational kicks. The exposure to past XUV flares from SgrA* at closer distances, could have harmed complex life during the early evolution of the Earth. This might explain why the oxygen level in the Earth&rsquos atmosphere rose to its currently high level only after two billion years, perhaps only after the Earth was sufficiently far away from SgrA*. In collaboration with Manasvi Lingam, I am currently exploring this possible connection between terrestrial life and the migration of the Sun away from the Galactic center.

Traditionally, the Sun was thought to be the only astronomical source of light that affected life on Earth. But it is also possible that the black hole, SgrA* played an important role in shaping the history of terrestrial life. A surprising realization of this sort is similar to figuring out that a stranger might have impacted your family history before you were born. If a link between SgrA* and terrestrial life can be established, then this supermassive black hole might trigger a second Nobel Prize.

Müəllif (lər) haqqında

Avi Loeb is former chair (2011-2020) of the astronomy department at Harvard University, founding director of Harvard's Black Hole Initiative and director of the Institute for Theory and Computation at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. He also chairs the Board on Physics and Astronomy of the National Academies and the advisory board for the Breakthrough Starshot project, and is a member of President's Council of Advisors on Science and Technology. Loeb is the bestselling author of Yerdən kənar: Yer üzündən Ağıllı Həyatın İlk İşarəsi (Houghton Mifflin Harcourt).


Videoya baxın: ZİHİN YAŞINIZI 2ye KATLAYACAK 3 FİKİR (Sentyabr 2021).