„H” dla gorącego i ogromnego na zdjęciu Chandry

Gigantyczna czarna dziura w centrum masywnej galaktyki eliptycznej, z pozornie monogramem wyrytym w otaczającej ją poświacie rentgenowskiej, pozostawia ślad na swoim otoczeniu.

Ta struktura w kształcie litery „H” została znaleziona na nowej szczegółowej rentgenowskiej mapie gazu w milionach stopni wokół galaktyki Messier 84 (M84).

Kiedy gaz zostanie przechwycony przez siłę grawitacyjną czarnej dziury, część gazu spadnie do otchłani i już nigdy nie będzie widziana. Jednak niektóre gazy unikają tego losu i zamiast tego wystrzeliwują z czarnej dziury w strumieniach cząstek. Dżety te mogą wypchnąć puste przestrzenie w gorącym gazie otaczającym czarną dziurę.

Biorąc pod uwagę kierunek strumieni w kierunku ziemi i wygląd gorącego gazu, puste przestrzenie w M84 tworzą coś, co przypomina literę „H”. Struktura w kształcie litery H w gazie jest przykładem pareidolii, kiedy ludzie widzą znajome kształty lub wzory w przypadkowych danych. Pareidolia może występować we wszystkich rodzajach danych, od chmur, przez skały, po obrazy astronomiczne.

Astronomowie wykorzystali obserwatorium rentgenowskie Chandra do sporządzenia mapy gorącego (różowego) gazu w M84 i wokół niej, która znajduje się zaledwie około 100 lat świetlnych od czarnej dziury w centrum galaktyki. Gaz ten promieniuje w temperaturach dziesiątek milionów stopni, dzięki czemu jest widoczny przede wszystkim w promieniach rentgenowskich.

Masywne „H” ma około 40 000 lat świetlnych średnicy – ​​mniej więcej połowę szerokości Drogi Mlecznej. Obraz radiowy z Karl G. Array ujawnia dane optyczne z Sloan Digital Sky Survey (biały) przedstawiające M84 i sąsiednie galaktyki. Litera H i pozycja czarnej dziury są podświetlone. Dodatkowa grafika przedstawia zbliżenie obszaru zaznaczonego kwadratem oraz oddzielne oznaczenia galaktyki i dżetów odpowiednio na zdjęciach optycznych i radiowych.

Naukowcy badający M84 za pomocą Chandry i VLA odkryli, że dżety mogą wpływać na przepływ gorącego gazu w kierunku czarnej dziury bardziej niż grawitacja z czarnej dziury. Na przykład zespół szacuje, że materia spada w kierunku czarnej dziury z północy — wzdłuż kierunku płaszczyzny widocznej na falach radiowych — o około 500 mas Ziemi każdego roku, w tempie zaledwie jednej czwartej tego z kierunkach, w których strumień nie jest skierowany ze wschodu na zachód. Jedną z możliwości jest to, że gaz jest unoszony wzdłuż kierunku strumienia przez wnęki, spowalniając tempo opadania gazu na czarną dziurę.

Autorzy przetestowali model zwany akrecją Bondiego, w którym cała materia w pewnej odległości od czarnej dziury – faktycznie wewnątrz kuli – jest wystarczająco blisko, aby podlegała wpływowi grawitacji czarnej dziury i zaczyna opadać do wewnątrz w tym samym tempie ze wszystkich kierunków . (Przerywane kółko na zbliżeniu jest wyśrodkowane na czarnej dziurze i pokazuje przybliżoną odległość od czarnej dziury, w której gaz powinien zacząć opadać do wewnątrz). czarna dziura. Nowe wyniki pokazują, że akrecja Bondiego nie występuje w M84, ponieważ materia nie opada w kierunku czarnej dziury równomiernie ze wszystkich kierunków.

M84 jest kuzynką Messiera 87 (M87), galaktyki zawierającej pierwszą czarną dziurę sfotografowaną przez globalną sieć Teleskopów Horyzontu Zdarzeń i podobnie jak M87 jest również członkiem Gromady w Pannie. Supermasywna czarna dziura w M84, wraz z tymi w naszej galaktyce, M87, NGC 3115 i NGC 1600, jest jedyną wystarczająco blisko Ziemi lub wystarczająco masywna, aby astronomowie mogli zobaczyć szczegóły na bardzo bliskich czerni zdjęciach z Chandry. Ten gaz powinien opadać do wewnątrz.

Podobnie jak czarna dziura w M87, ta w M84 wytwarza strumień cząstek; Jednak punktowe źródło promieniowania rentgenowskiego z materiału znajdującego się bliżej czarnej dziury jest dziesięć razy słabsze dla M84. Pozwala to na bardziej szczegółowe badanie gazu opadającego w kierunku najbardziej zewnętrznej czarnej dziury M84, zapobiegając przyćmieniu słabych promieni rentgenowskich wytwarzanych przez ten gaz przez blask rentgenowski ze źródła punktowego.

Artykuł opisujący te wyniki ma się ukazać w Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego Wstępna wersja została opublikowana pod adresem arXiv.