Наблюдения рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» (левое изображение) и прибора GBO «МУСТАНГ-2» (правое изображение) ясно показывают огромные полости (выделены серыми кружками), вырытые мощными радиоструями (зеленые контуры), выброшенными из черной дыры на центр скопления галактик MS0735. Зеленые контуры на обоих изображениях получены в результате наблюдений, проведенных лабораторией военно-морских исследований VLA в низкочастотной ионосферной и переходной области эксперимента (VLITE), используемой на очень большой решетке (VLA) Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO). Предоставлено: рентгеновская обсерватория NASA Chandra и обсерватория NSF Green Bank.
Телескоп Green Bank (GBT) NSF раскрыл новую информацию о загадочных радиопузырях, окружающих сверхмассивную черную дыру.
В новой статье, посвященной изучению скопления галактик MS0735, «мы наблюдаем один из самых мощных вспышек сверхмассивной черной дыры, когда-либо наблюдавшихся», — говорит Джек Орловски-Шерер, ведущий автор этой публикации, — «Вот что происходит, когда вы кормить черную дыру, и она яростно выбрасывает огромное количество энергии». На момент исследования Джек был аспирантом Пенсильванского университета, а сейчас является научным сотрудником Университета Макгилла в Монреале, Квебек.
Сверхмассивные черные дыры находятся глубоко в центрах огромных галактик в центре скоплений галактик. Заполненные плазмой атмосферы скоплений галактик невероятно горячи — около 50 миллионов градусов по Цельсию, — но эти высокие температуры обычно со временем остывают, позволяя формироваться новым звездам. Иногда черная дыра повторно нагревает окружающий ее газ за счет сильных выбросов, исходящих из ее центра, предотвращая охлаждение и звездообразование в процессе, называемом обратной связью.
Эти мощные струи вырезают огромные полости в горячей среде скопления, отталкивая этот горячий газ дальше от центра скопления и заменяя его радиоизлучающими пузырьками. Для вытеснения такого большого объема газа требуется огромное количество энергии (несколько процентов от общей тепловой энергии кластерного газа), и понимание того, откуда берется эта энергия, представляет большой интерес для астрофизиков. Узнав больше о том, что осталось после заполнения этих полостей, астрономы могут начать делать выводы о том, что их вызвало.
Команда астрономов использовала приемник MUSTANG-2 на GBT для изображения MS0735 с использованием эффекта Сюняева-Зельдовича (SZ), тонкого искажения космического микроволнового фонового (CMB) излучения из-за рассеяния горячими электронами в кластерном газе. Для контекста реликтовое излучение было испущено через 380 тысяч лет после Большого взрыва и является послесвечением происхождения нашей Вселенной 13,8 миллиарда лет назад. На частоте около 90 ГГц, где наблюдает MUSTANG-2, сигнал эффекта SZ в основном измеряет тепловое давление.
«Благодаря мощности МУСТАНГА-2 мы можем заглянуть в эти полости и начать точно определять, чем они заполнены и почему они не разрушаются под давлением», — уточняет Тони Мрочковски, астроном из Европейской южной обсерватории. кто был частью этого нового исследования.
Эти новые результаты представляют собой самую глубокую высокоточную визуализацию термодинамического состояния полостей в галактических скоплениях, подтверждающую предыдущие открытия о том, что по крайней мере часть давления в полостях поддерживается нетепловыми источниками, такими как релятивистские частицы. , космические лучи и турбулентность, а также небольшой вклад магнитных полей.
«Мы знали, что это захватывающая система, когда изучали ядро радиочастоты и лепестки на низких частотах, но мы только сейчас начинаем видеть полную картину», — объясняет соавтор Трейси Кларк, астроном из Исследовательской лаборатории ВМС США и VLITE. Ученый проекта, соавтор предыдущего радио-исследования этой системы.
В отличие от более ранних исследований, новое изображение, полученное GBT, учитывает возможность того, что поддержка давления внутри пузырьков может быть более тонкой, чем считалось ранее, смешивая как тепловые, так и нетепловые компоненты. В дополнение к радионаблюдениям команда включила существующие рентгеновские наблюдения из рентгеновской обсерватории НАСА Чандра, которые обеспечивают дополнительное представление о газе, наблюдаемом MUSTANG-2.
Будущие наблюдения на нескольких частотах могут более точно установить природу того, насколько экзотичным является извержение черной дыры. «Эта работа поможет нам лучше понять физику скоплений галактик и проблему обратной связи охлаждающего потока, которая некоторое время беспокоила многих из нас», — добавляет Орловски-Шерер.
Работа опубликована в последнем номере журнала Астрономия и астрофизика.
Дополнительная информация:
Джон Орловски-Шерер и др., GBT/MUSTANG-2, визуализация эффекта SZ с разрешением 9 дюймов в MS0735.6+7421, Астрономия и астрофизика (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244547
Предоставлено обсерваторией Грин-Бэнк.
Цитата: Ученые раскрывают секреты отрыгивания черной дыры с помощью телескопа Грин-Бэнк (8 декабря 2022 г.), данные получены 8 декабря 2022 г. с https://phys.org/news/2022-12-scientists-reveal-secrets-burping-black.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
