Nauji NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorijos įrodymai kelia iššūkį vyraujančioms idėjoms apie tai, kaip galaktikų centruose auga juodosios skylės. Astronomai jau seniai manė, kad supermasyvi juodoji skylė ir žvaigždžių sprogimas jos priimančiosios galaktikos centre auga tuo pačiu greičiu - kuo didesnė bulvė, tuo didesnė juodoji skylė. Tačiau naujas „Chandra“ duomenų tyrimas atskleidė dvi šalia esančias galaktikas su supermasyviomis juodosiomis skylėmis, kurios auga greičiau nei pačios galaktikos.
Milžiniškos juodosios skylės masė galaktikos centre paprastai yra maža dalis - apie 0,2 procento masės, esančios iškilime ar tankiai supakuotų žvaigždžių regione, supančiame ją. Naujausio „Chandra“ tyrimo tikslai, galaktikos NGC 4342 ir NGC 4291, turi juodąsias skylutes nuo 10 iki 35 kartų masyvesnes, nei turėtų būti lyginamos su jų išsikišimais. Nauji „Chandra“ stebėjimai rodo, kad halos arba masyvūs tamsiosios medžiagos vokai, kuriuose gyvena šios galaktikos, taip pat turi antsvorio.
Šis tyrimas rodo, kad dvi supermasyviosios juodosios skylės yra susijusios su jų tamsiosios medžiagos halomis ir neauga kartu su galaktikos išsipūtimu. Šiuo požiūriu juodosios skylės ir tamsiosios medžiagos halos neturi antsvorio, tačiau bendra galaktikų masė yra per maža.
„Tai suteikia daugiau įrodymų apie ryšį tarp dviejų paslaptingiausių ir tamsiausių astrofizikos reiškinių - juodųjų skylių ir tamsiosios medžiagos - šiose galaktikose“, - sakė Akosas Bogdanas iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro (CfA) Kembridže, Masačusetsas. , kuris vadovavo naujam tyrimui.
NGC 4342 ir NGC 4291 yra arti Žemės kosmine prasme, esant 75 milijonų ir 85 milijonų šviesos metų atstumui. Astronomai iš ankstesnių stebėjimų žinojo, kad šiose galaktikose yra juodųjų skylių, kurių masė palyginti didelė, tačiau nežinote, kas lemia skirtumus. Remdamiesi naujais „Chandra“ pastebėjimais, jie vis dėlto sugeba atmesti reiškinį, vadinamą potvynio slopinimu.
Potvynių potvynis išnyksta, kai artimos susitikimo su kita galaktika metu kai kurios galaktikos žvaigždės yra atitraukiamos nuo gravitacijos. Jei toks potvynis būtų pašalintas, halų dažniausiai nebūtų buvę. Kadangi tamsiosios medžiagos išsidėsto atokiau nuo galaktikų, jos yra laisviau susietos su jomis nei žvaigždės ir labiau tikėtina, kad bus atitrauktos.
Norėdami atmesti potvynio potvynį, astronomai naudojo „Chandra“ ieškodami karštų, rentgeno spinduliuotę skleidžiančių dujų aplink dvi galaktikas įrodymų. Kadangi karštų dujų slėgis, įvertintas rentgeno nuotraukomis, subalansuoja visos medžiagos galaktikoje esančią gravitacinę trauką, todėl nauji „Chandra“ duomenys gali suteikti informacijos apie tamsiosios medžiagos halus. Buvo nustatyta, kad karštos dujos yra plačiai pasklidusios po NGC 4342 ir NGC 4291, tai reiškia, kad kiekvienoje galaktikoje yra neįprastai masyvi tamsiosios medžiagos halogeninė dalis ir kad potvynio bangos nebus pašalintos.
„Tai yra aiškiausias įrodymas, kad netoliese esančioje visatoje juodosios skylės auga greičiau nei jų priimančioji galaktika“, - sakė CfA bendraautorius Billas Formanas. "Tai nėra taip, kad galaktikos buvo pažeistos artimų susitikimų metu, bet jos turėjo kažkokį areštą."
Kaip juodosios skylės masė gali augti greičiau nei jos priimančiosios galaktikos žvaigždžių masė? Tyrimo autoriai teigia, kad labai anksti savo istorijoje juodoji skylė sunaudoja didelę dujų koncentraciją, lėtai besisukančią galaktikos centre. Jis greitai auga, o augant padidėja dujų, kurias jis gali sugerti arba praryti, kiekis, kartu su energija, gaunama iš sukaupimo. Kai juodoji skylė pasiekia kritinę masę, protrūkiai, kuriuos sukelia nuolatinis dujų sunaudojimas, neleidžia atvėsti ir riboja naujų žvaigždžių susidarymą.
„Gali būti, kad didžiulė juodoji skylė buvo pasiekusi nemenką dydį, kol galaktikoje nebuvo daug žvaigždžių“, - sakė Bogdanas. „Tai yra reikšmingas pokytis mūsų mąstyme apie galaktikų ir juodųjų skylių vystymąsi kartu“.
Rezultatai buvo pristatyti birželio 11 d. Amerikos astronomijos draugijos 220-ajame susirinkime Ankoridže, Aliaskoje. Tyrimas taip pat buvo priimtas paskelbti „The Astrophysical Journal“.
