Astronomowie odkryli supermasywną czarną dziurę, która zachowuje się jak gigantyczna fontanna
Około miliarda lat świetlnych od Ziemi znajduje się ogromna galaktyka o eliptycznym kształcie, która okazuje się entuzjastycznie podchodzić do recyklingu, choć nie chodzi o plastikowe butelki.
Fontanna
Chodzi tutaj o supermasywną czarną dziurę w sercu galaktyki wydmuchującej zimny gaz molekularny, który ponownie do niej wpada. Ten osobliwy i nieprzerwany cykl nazywany jest fontanną i jest to pewnego rodzaju galaktyczny sposób na recykling materiału formującego gwiazdy.
Tę niesamowitą scenę astronomowie zaobserwowali w galaktyce w sercu gromady znanej jako Abell 2597. O fontannie i galaktycznym recyklingu teoretyzowano od dawna, nigdy wcześniej jednak nie udało się zaobserwować zjawiska w całości.
Jest to prawdopodobnie pierwszy system, w którym znajdziemy wyraźne dowody zarówno na napływ zimnego gazu molekularnego w kierunku czarnej dziury, jak i jego wypływ. Supermasywna czarna dziura w centrum tej olbrzymiej galaktyki działa jak mechaniczna pompa w fontannie. – wyjaśnia Grant Tremblay z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Recykling
Czarna dziura oczywiście nie wypluwa żadnego materiału. Jako aktywny obiekt jedynie zasila wirujący materiał tworzący dysk akrecyjny, który wpada do środka, zupełnie jak woda w odpływie. Jednak nie cały materiał zostaje pochłonięty przez czarną dziurę.
Część jest kierowana ku biegunom, prawdopodobnie przez linie pola magnetycznego, zupełnie jak naładowane cząstki z wiatru słonecznego przemieszczają się wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi tworząc zorze.
Dynamika
Dynamika czarnej dziury jest nieco inna, więc zamiast zorzy zostają wytworzone potężne strugi plazmy, które wyrzucone z regionów polarnych podróżują z prędkością światła w kosmos.
W przypadku supermasywnej czarnej dziury zasilającej najjaśniejszą galaktykę klasterową Abell 2597 (BCG), dżety rozpryskują w przestrzeń zimny gaz molekularny o wielkości 9 kiloparseków (30000 lat świetlnych). Ten zimny gaz opada z powrotem do zbiornika zasilającego dysk akrecyjny czarnej dziury.
Sam „zbiornik” właściwie jest ogromną mgławicą filamentarną, której waga równa się 3 miliardom Słońc o średnicy 30 kiloparseków (100000 lat świetlnych) w centrum galaktyki.
Powiązania
Tremblay i jego zespół po raz pierwszy zaobserwowali ten fenomenalny deszcz w 2016 roku wykorzystując Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Zaobserwowano wtedy cząsteczki tlenku węgla spadające w kierunku czarnej dziury. Niektóre z nich miały bardzo niskie temperatury (13-23 kelwinów).
Dane połączono ze wcześniejszymi obserwacjami wykonanymi za pomocą MUSE i VLT ESO. Zauważono cieplejszy gaz, który wyrzucany był w kosmos przez strugi. Dalsze obserwacje w Chandra NASA potwierdziły powiązania, co stało się pierwszym dowodem na to, że odpływ i napływ to części tego samego procesu – fontanny.
Ten bardzo gorący gaz może szybko się ochłodzić, skroplić i wytrącić w taki sam sposób, w jaki ciepłe wilgotne powietrze w atmosferze ziemskiej może spowodować powstawanie chmur deszczowych i opadów. Nowo powstałe skondensowane chmury następnie wpadają do galaktyki, napędzając tworzenie się gwiazd i zasilają jej supermasywną czarną dziurę.
