Supermasivne crne rupe predstavljaju neodgovorena pitanja za astronome diljem svijeta, a jedno od najvažnijih je: “Kako rastu tako velike?” Sada je međunarodni tim astronoma, uključujući istraživače sa Sveučilišta Chalmers u Švedskoj, otkrio snažan rotirajući, magnetski vjetar za koji vjeruju da pomaže rastu supermasivne crne rupe u središtu galaksije.
Vrtložni vjetar, otkriven uz pomoć teleskopa ALMA u obližnjoj galaksiji ESO320-G030, sugerira da su slični procesi uključeni i u rast crnih rupa i u rađanje zvijezda.
Središte galaksije i supermasivne crne rupe
Većina galaksija, uključujući i našu Mliječnu stazu, ima supermasivnu crnu rupu u svom središtu. Kako ti nevjerojatno masivni objekti rastu do mase koja može biti jednaka milijunima ili milijardama zvijezda, dugogodišnje je pitanje za astronome.
U potrazi za tragovima koji bi razjasnili ovu misteriju, tim znanstvenika pod vodstvom Marka Gorskog (Sveučilište Northwestern i Chalmers) i Susanne Aalto (Chalmers) odlučio je proučavati relativno blisku galaksiju ESO320-G030, udaljenu ‘samo‘ 120 milijuna svjetlosnih godina. To je vrlo aktivna galaksija koja formira zvijezde deset puta brže nego naša galaksija.
Istraživanje s teleskopom ALMA
“Pošto je ova galaksija vrlo sjajna u infracrvenom spektru, teleskopi mogu razlučiti zapanjujuće detalje u njezinom središtu. Željeli smo mjeriti svjetlost molekula koje nosi vjetar iz jezgre galaksije, nadajući se da ćemo pratiti kako vjetar pokreće rastuća, ili uskoro rastuća, supermasivna crna rupa.
“Korištenjem ALMA-e, mogli smo proučavati svjetlost kroz guste slojeve prašine i plina,” kaže Aalto, profesorica radioastronomije na Sveučilištu Chalmers.
Kako bi se što više približili gustim plinovima oko središnje crne rupe, znanstvenici su proučavali svjetlost molekula vodikovog cijanida (HCN). Zahvaljujući sposobnosti ALMA-e da snima fine detalje i prati kretanja plina koristeći Dopplerov efekt, otkrili su obrasce koji sugeriraju prisutnost magnetiziranog, rotirajućeg vjetra.
Procesi rasta crnih rupa
Dok drugi vjetrovi i mlazovi u središtima galaksija potiskuju materijal od supermasivnih crnih rupa, novootkriveni vjetar dodaje drugi proces koji umjesto toga hrani crnu rupu i pomaže joj rasti.
“Možemo vidjeti kako vjetrovi formiraju spiralnu strukturu koja se širi iz središta galaksije. Kada smo izmjerili rotaciju, masu i brzinu materijala koji teče van, iznenadili smo se kada smo otkrili da možemo isključiti mnoge objašnjenja za snagu vjetra, poput stvaranja zvijezda.
“Umjesto toga, protok van može biti pokretan dotokom plina i čini se da ga drže zajedno magnetska polja,” kaže Aalto.
Znanstvenici vjeruju da rotirajući magnetski vjetar pomaže crnoj rupi da raste.
Materijal putuje oko crne rupe prije nego što može pasti unutra – poput vode oko odvoda. Materija koja se približava crnoj rupi skuplja se u kaotičnom, rotirajućem disku. Tamo se razvijaju i jačaju magnetska polja. Magnetska polja pomažu podići materiju izvan galaksije, stvarajući spiralni vjetar. Gubitak materije ovom vjetru također usporava rotirajući disk – što znači da materija može lakše teći u crnu rupu, pretvarajući kapljicu u tok.
Povezanost s rastom zvijezda
Za Gorskog, način na koji se ovo događa nevjerojatno podsjeća na mnogo manji okoliš u svemiru: vrtloge plina i prašine koji vode do rađanja novih zvijezda i planeta.
“Dobro je poznato da zvijezde u prvim fazama svog razvoja rastu uz pomoć rotirajućih vjetrova – ubrzanih magnetskim poljima, baš kao i vjetar u ovoj galaksiji. Naša opažanja pokazuju da supermasivne crne rupe i male zvijezde mogu rasti sličnim procesima, ali na vrlo različitim skalama,” kaže Gorski.
Buduća istraživanja
Može li ovo otkriće biti ključ za rješavanje misterije kako supermasivne crne rupe rastu? U budućnosti, Gorski, Aalto i njihovi kolege žele proučavati druge galaksije koje mogu skrivati slične spiralne izljeve u svojim središtima.
“Daleko smo od odgovora na sva pitanja o ovom procesu. U našim opažanjima vidimo jasne dokaze rotirajućeg vjetra koji pomaže regulirati rast središnje crne rupe galaksije. “Sada kada znamo što tražiti, sljedeći korak je otkriti koliko je ovaj fenomen uobičajen. I ako je ovo faza kroz koju prolaze sve galaksije sa supermasivnim crnim rupama, što se s njima događa sljedeće?” pita se Gorski.
Ova istraživanja su predstavljena u radu objavljenom u časopisu Astronomy and Astrophysics.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
