Istraživači koji koriste Atacamin veliki milimetarski / submilimetarski interferometar (ALMA) odnosno sistem radio teleskopa, otkrili su titanski galaktički vjetar kojeg je pokrenula supermasivna crna rupa prije 13,1 milijardu godina. Ovo je do danas najraniji primjer takvog vjetra i ukazuje na to da crne rupe duboko utječu na rast galaksija od najranije povijesti svemira.
Koevolucija galaksija i crnih rupa
U središtu mnogih velikih galaksija krije se supermasivna crna rupa koja je milijunima do milijardama puta veća od Sunca. Zanimljivo je da je masa crne rupe približno proporcionalna masi središnjeg područja (izbočine) galaksije u obližnjem svemiru. Na prvi pogled to se može činiti očitim, ali zapravo je vrlo čudno. Razlog je taj što se veličine galaksija i crnih rupa razlikuju za oko 10 redova veličine. Na temelju ovog proporcionalnog odnosa između masa dvaju objekata koji se toliko razlikuju u veličini, astronomi vjeruju da su galaksije i crne rupe rasle i evoluirale zajedno (koevolucija) kroz neku vrstu fizičke interakcije.
Galaktički vjetar može doprinijeti ovoj vrsti fizičke interakcije između crnih rupa i galaksija. Supermasivna crna rupa proguta veliku količinu materije, a kako se ta materija počinje kretati velikom brzinom zbog gravitacije crne rupe, ona emitira intenzivnu energiju koja okolnu materiju potiskuje prema van. Tako nastaje galaktički vjetar.
Kako nastaju galaktički vjetrovi?
“Pitanje je kada su galaktički vjetrovi nastali u svemiru?” kaže Takuma Izumi, vodeći autor istraživačkog rada i istraživač u Nacionalnom astronomskom opservatoriju u Japanu (NAOJ). “Ovo je ključno pitanje jer je povezano s važnim problemom u astronomiji: Kako su galaksije i supermasivne crne rupe koevolvirali?”
Istraživački tim prvo je koristio NAOJ-ov teleskop Subaru za traženje supermasivnih crnih rupa. Zahvaljujući mogućnosti promatranja širokog polja, pronašli su više od 100 galaksija s supermasivnim crnim rupama u svemiru starih više od 13 milijardi godina.
Zatim je istraživački tim iskoristio ALMA-inu visoku osjetljivost kako bi istražio kretanje plina u galaksijama domaćinima crnih rupa. ALMA je promatrao galaksiju HSC J124353.93 + 010038.5 (u daljnjem tekstu J1243 + 0100), otkrivenu teleskopom Subaru, te zarobljene radio valove emitirane prašinom i ugljikovim ionima u galaksiji.
https://kozmos.hr/kolika-je-zapravo-velicina-prve-snimljene-crne-rupe/
Detaljna analiza podataka ALMA otkrila je da postoji brzi protok plina brzine veće od 500 km u sekundi u J1243 + 0100. Ovaj protok plina ima dovoljno energije da odbaci zvjezdani materijal u galaksiji i zaustavi aktivnost stvaranja zvijezda. Protok plina pronađen u ovoj studiji uistinu je galaktički vjetar i to je najstariji primjer galaksije s vjetrom galaktičke veličine. Prethodni rekorder bila je galaksija stara oko 13 milijardi godina; tako da ovo promatranje pomiče početak unazad za dodatnih 100 milijuna godina.
Koevolucija je započela unutar prvih milijardu godina od nastanka svemira
Tim je također izmjerio kretanje tihog plina u J1243 + 0100 i procijenio je masu izbočine galaksije, na temelju gravitacijske ravnoteže, na oko 30 milijardi puta veću od mase Sunca. Masa supermasivne crne rupe galaksije, procijenjena drugom metodom, iznosila je oko 1% od te mase. Omjer mase izbočine i supermasivne crne rupe u ovoj galaksiji gotovo je identičan omjeru mase crnih rupa i galaksija u modernom svemiru. To implicira da se koevolucija supermasivnih crnih rupa i galaksija događala već tijekom prvih milijardu godina od rođenja svemira.
“Naša zapažanja podupiru nedavne računalne simulacije visoke preciznosti koje su predviđale da su koevolucijski odnosi postojali i prije 13 milijardi godina”, komentira Izumi. “U budućnosti planiramo promatrati velik broj takvih objekata, a nastojat ćemo razjasniti je li iskonska koevolucija koja se vidi u ovom objektu, točna slika svemira u to vrijeme.”
https://kozmos.hr/znanstvenici-su-uocili-kretanje-supermasivne-crne-rupe-brzinom-od-110-000-milja-na-sat/
Ovi rezultati promatranja bit će predstavljeni pod naslovom: Takuma Izumi et al. “Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). XIII. Large-scale Feedback and Star Formation in a Low-Luminosity Quasar at z = 7.07,”, u Astrophysical Journal-u, 14. lipnja 2021. godine.
Pridružite se raspravi u nasšoj telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). XIII. Large-scale Feedback and Star Formation in a Low-Luminosity Quasar at z = 7.07 on the Local Black Hole to Host Mass. Relation arxiv.org/abs/2104.05738
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
