Przejdź do głównej zawartości

Jedna czarna dziura czy dwie? Próby wyjaśnienia zagadki właściwości AGN

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz (UCSC) uważają, że to obłoki pyłu, a nie podwójne czarne dziury mogą wyjaśnić właściwości występujące w aktywnych jądrach galaktycznych (active galactic nuclei – AGN). Wyniki zespołu zostały opublikowane 14 czerwca w miesięczniku Royal Astronomical Society.


Wiele dużych galaktyk posiada w swoim wnętrzu AGN, mały, jasny, centralny region zasilany materią, która opada po spirali na supermasywną czarną dziurę. Gdy takie czarne dziury energicznie pochłaniają materię, zostają otoczone gorącym, szybko poruszającym się gazem.  

Emisja z gazu jest najlepszym źródłem informacji na temat masy centralnej czarnej dziury i tego, jak ona wzrasta. Charakter tego gazu jest jednak słabo poznany. W szczególności występuje mniejsza niż oczekiwana emisja z gazu poruszającego się z pewnymi prędkościami. Rozpad prostych modeli spowodował, że niektórzy astronomowie zaczęli myśleć, że AGN może mieć dwie a nie jedną czarną dziurę w swoim wnętrzu.

Nowa analiza przeprowadzona przez naukowców z UCSC wyjaśnia wiele z pozornej złożoności i zmienności w emisji z regionu, jako wynik małych obłoków pyłu, które mogą częściowo zasilać najgłębsze obszary AGN. Okazuje się, że wiele właściwości aktywnych jąder galaktycznych można wytłumaczyć małymi obłokami pyłu, które powodują zmiany w tym, co widzimy.

Współautor publikacji, Peter Harrington wyjaśnia, że gaz opadający w kierunku centralnej czarnej dziury galaktyki tworzy płaski dysk akrecyjny, a przegrzany gaz z tego dysku emituje intensywne promieniowanie cieplne. Część tego światła jest ponownie przetworzona (pochłonięta i ponownie emitowana) przez wodór oraz inne gazy wirujące nad dyskiem akrecyjnym w tym regionie. Nad i pod nim to obszar pyłu.

Kiedy pył przekroczy pewien próg, zostaje poddany silnemu promieniowaniu z dysku akrecyjnego. Autorzy publikacji uważają, że jest ono tak intensywne, że wydmuchuje pył z dysku, powodując odpływ obłoków pyłu rozpoczynający się na zewnętrznej krawędzi obszaru.

Skutek obłoków pyłu na emitowanym świetle jest taki, że światło docierające zza nich wygląda na słabsze i bardziej poczerwienione, tak jak ziemska atmosfera sprawia, że zachodzące Słońce wydaje się być słabsze i bardziej czerwone. Gaskell i Harrington opracowali kod komputerowy do modelowania efektów tych obłoków pyłowych w obserwacjach regionu.

Obaj naukowcy pokazują również, że poprzez włączenie do swojego modelu obłoków pyłowych, mogą odtwarzać wiele cech emisji z regionu, który od dawna intryguje astrofizyków. Zamiast gazu mającego zmienny, asymetryczny rozkład, który jest trudny do wyjaśnienia, gaz jest po prostu jednolitym, symetrycznym, burzliwym dyskiem wokół czarnej dziury. Widoczne asymetrie i zmiany spowodowane są chmurami pyłu przechodzącymi przed regionem, co sprawia, że regiony za nim wydają się słabsze i bardziej czerwone.

Badacze uważają, że jest to bardziej naturalne wyjaśnienie asymetrii i zmian, niż inne egzotyczne teorie, takie jak sugerowane podwójne czarne dziury. Wyjaśnienie to pozwala zachować prostotę modelu standardowego AGN, w którym materia po spirali opada na pojedynczą czarną dziurę.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…