Astronomi su u golemoj radijskoj galaksiji snimili jedan od najupečatljivijih prizora “ponovno buđene” aktivnosti supermasivne crne rupe, uspoređen s erupcijom “kozmičkog vulkana” koja u svemir širi strukture na skali od gotovo milijun svjetlosnih godina. Riječ je o sustavu J1007+3540, u kojem je supermasivna crna rupa u središtu nakon gotovo 100 milijuna godina tišine ponovno pokrenula mlazove.
Radijske snimke otkrile su galaksiju zarobljenu u neurednoj, kaotičnoj borbi između “novozapaljenih” mlazova crne rupe i razornog tlaka masivnog jata galaksija u kojem se nalazi. Rezultati su objavljeni u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a podaci su dobiveni vrlo osjetljivim radijskim interferometrima, instrumentom Low Frequency Array (LOFAR) u Nizozemskoj i nadograđenim instrumentom Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) u Indiji.
Dokazi da se “središnji motor” pali, gasi i ponovno pali
Većina galaksija u sebi ima supermasivnu crnu rupu, ali tek mali broj proizvodi goleme mlazove magnetizirane plazme koji zrače u radijskom području. Međunarodni tim navodi da je J1007+3540 poseban jer pokazuje jasne dokaze višestrukih erupcija, što upućuje na to da se njegov “središnji motor” kroz duga razdoblja smirivao, gasio i ponovno pokretao.
Radijske snimke prikazuju kompaktan, sjajan unutarnji mlaz, a voditeljica istraživanja Shobha Kumari s Midnapore City College u Indiji kaže da je to nedvosmislen znak nedavnog buđenja crne rupe. Neposredno izvan njega nalaze se blijedi ostaci starije plazme iz prijašnjih erupcija, deformirani i stisnuti zbog uvjeta u okolini galaksije.
“To je kao da gledate kako kozmički vulkan ponovno eruptira nakon dugih razdoblja mira, samo što je ovaj dovoljno velik da oblikuje strukture koje se protežu gotovo milijun svjetlosnih godina kroz svemir”, dodala je Kumari.
Novi, kompaktni mlazovi smješteni su unutar starijih, izblijedjelih radijskih struktura, što upućuje na epizodnu aktivnost: središnja crna rupa kroz duga razdoblja prestaje izbacivati mlazove, pa ih ponovno pokreće.
Kako vrući plin jata savija, stišće i izobličuje mlazove
“J1007+3540 jedan je od najjasnijih primjera epizodne aktivne galaktičke jezgre (AGN), sustava u kojem se mlazovi iz središta galaksije nakon dugih prekida ponovno pokreću. U ovom slučaju vrući plin u jatu galaksija mlazove savija, stišće i izobličuje”, rekao je Pal.
J1007+3540 nalazi se unutar masivnog jata galaksija ispunjenog ekstremno vrućim plinom. Takvo okruženje stvara golemi vanjski tlak, znatno veći nego u većini radijskih galaksija. Kako obnovljeni mlazovi guraju prema van, gusta sredina ih savija, stišće i izobličuje.
Na snimci dobivenoj instrumentom LOFAR autori ističu da je sjeverna radijska struktura stisnuta i snažno deformirana. U njoj se vidi zakrivljeni trag povratnog toka plazme, koji izgleda kao da ga vrući plin u okolini potiskuje u stranu.
Snimka dobivena instrumentom uGMRT dodatno pokazuje da taj stisnuti dio ima ultra-strm radijski spektar. To upućuje na to da su čestice ondje vrlo stare i da su izgubile velik dio energije, još jedan pokazatelj koliko je okruženje jata “tvrdo” za ove strukture.
I dugi, blijedi rep difuznog zračenja koji se proteže prema jugozapadu nosi važnu poruku. Istraživači ga tumače kao trag magnetizirane plazme koja se kroz okruženje jata razvlači u veliko izduženje i iza sebe ostavlja rijedak, “perjast” trag star milijune godina. To sugerira da galaksija ne samo da izbacuje mlazove, nego da njezin izgled uvelike oblikuju uvjeti u jatu galaksija.
Sustavi poput J1007+3540 astronomima su posebno vrijedni jer pokazuju kako se aktivnost supermasivnih crnih rupa uključuje i isključuje, kako se mlazovi mijenjaju kroz milijune godina te kako vrući plin u jatima može preoblikovati čitavu radijsku morfologiju galaksije. U ovom slučaju kombinacija obnovljene aktivnosti, golemih razmjera i snažnog vanjskog tlaka čini J1007+3540 korisnim primjerom evolucije galaksija u stvarnim uvjetima. Autori pritom naglašavaju da rast galaksija nije uvijek miran i postupan, nego često nalikuje sukobu između energije koju oslobađa središnja crna rupa i pritiska okoline u kojoj se galaksija nalazi.
Proučavanje ove galaksije daje rijedak uvid u to koliko se često sustavi prebacuju između aktivnih i tihih faza, kako se stara radijska plazma ponaša u dodiru s vrućim plinom jata te kako ponavljane epizode izbacivanja mlazova kroz kozmičko vrijeme mogu mijenjati okolinu galaksije.
Tim najavljuje promatranja veće kutne razlučivosti kako bi detaljnije proučili jezgru J1007+3540 i pratili kako se obnovljeni mlazovi šire kroz turbulentnu okolinu. Razumijevanje sustava poput J1007+3540 pomaže složiti širu sliku o tome kako galaksije rastu, ulaze u faze mirovanja i ponovno postaju aktivne, te kako okruženje jata može savijati, izobličavati, pa čak i prigušivati mlazove koji pokušavaju izbiti iz središta.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
