Великі чорні діри генерують потужні вітри, які майже досягають швидкості світла

Вони відомі як надшвидкі потоки (НЛО), потужні космічні вітри, що випромінюються надмасивними чорними дірами (SMBH) у центрі активних галактичних ядер (AGN). “квазари”. Ці вітри (з кумедною назвою!) рухаються зі швидкістю світла (релятивістські швидкості) і регулюють поведінку SMBHs під час їх активної фази.

Вважається, що ці викиди газу підживлюють процес утворення зірок у галактиках, але вони ще недостатньо вивчені. Астрономи зацікавлені в тому, щоб дізнатися більше про них, щоб покращити наше розуміння того, що керує еволюцією галактик.

Це мета надмасивних вітрів чорної діри в проєкті X-RAYS (SUBWAYS), міжнародному дослідницькому заході, присвяченому вивченню квазарів за допомогою космічного телескопа ESA XMM-Newton .

Першими результатами цього проекту поділилася група вчених під керівництвом Болонського університету та Національного інституту астрофізики (INAF) в Італії. У статті, яка описує свої відкриття, команда представила дані рентгенівської спектроскопії, щоб охарактеризувати властивості НЛО в 22 світних галактиках.

Проєкт SUBWAYS складається з астрономів і астрофізиків з INAF, Європейського центру космічної астрономії ESA (ESAC), Наукового інституту космічного телескопа (STScI), Центру даних космічної науки (SSDC), Центру астробіології (CSIC-INTA) , Центр космології та астрофізики елементарних частинок (CCAP), Центр космічних польотів NASA/Годдарда, Нідерландський інститут космічних досліджень (SRON), Інститут космології Кавлі , Інститут позаземної фізики Макса Планка , а також численні обсерваторії та університети. .

Стаття під назвою « Надмасивні вітри чорної діри в рентгенівських променях: МЕТРО » нещодавно з’явилася в журналі Astronomy & Astrophysics .

Як вони описали, команда SUBWAYS використовувала X-ray Multi-Mirror Mission (XMM) для аналізу активних галактичних ядер (AGN) протягом понад 1,6 мільйона секунд (вісімнадцять днів). Ці області, що оточують SMBH, випромінюють величезну кількість випромінювання в усьому електромагнітному спектрі (коли чорні діри активні) до такої міри, що вони тимчасово затьмарюють усі зірки в диску галактики разом узяті.

Екстремальні температури, що виникають поблизу SMBH (до десятків мільйонів градусів), також спричиняють високу іонізацію матеріалу, що їх оточує, і випромінювання.

Потужні вітри виникають, коли пил і газ з акреційного диска SMBH викидаються назовні, переносячи частину матеріалу та енергії в міжзоряний простір. Дослідження показали, що цей механізм має важливе значення для регулювання процесу утворення зірок.

Щоб краще розглянути НЛО, команда проаналізувала високоенергетичні спектри, випромінювані в рентгенівському діапазоні такими елементами, як залізо. Їх аналіз включав 17 AGN, розташованих на відстані від 1,5 до 5 мільярдів світлових років, до яких вони додали дані з 5 AGN, зібрані попередніми спостереженнями.

Їхні результати показали, що приблизно в 30 відсотках проаналізованих AGN присутні космічні вітри, які рухаються зі швидкістю від 10 до 30 відсотків швидкості світла (0,1-0,3 c). Координатором проєкту SUBWAYS є Марчелла Бруса, професор Болонського університету та асоційований співробітник INAF. Як вона пояснила в прес-релізі UniBo Magazine :

«Ці результати дозволяють нам з більшою впевненістю встановити, що значна частка активних галактичних ядер містить надшвидкі вітри, які називаються НЛО, надшвидкі потоки. І ми змогли підтвердити, що інтенсивність цих газових потоків достатня, щоб істотно змінити екосистеми своїх галактик».

Між SMBH і галактикою, що її оточує, існує взаємний зв’язок, коли вони впливають на формування та еволюцію один одного.

Хоча механізми, що обумовлюють цей зв’язок, ще недостатньо вивчені, вважається, що надшвидкісні крила, випромінювані AGN, відіграють життєво важливу роль. Габріеле Мацеу, дослідник Болонського університету, співробітник INAF і перший автор статті, резюмувала :

«Ці спостереження дозволили нам отримати нові незалежні докази існування високоіонізованої матерії, яка викидається з найглибших областей активних галактичних ядер зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Ці результати дозволили нам дізнатися більше про ці надшвидкі вітри та щоб краще зрозуміти їх роль у формуванні процесу еволюції галактик».