Krátký rentgenový výbuch ze supermasivní černé díry vyvolal ultra rychlé větry během méně než jednoho dne. Tento objev spojuje aktivitu černé díry se slunečními magnetickými erupcemi a osvětlil evoluci galaxií.
Mezinárodní skupina vědců využila rentgenové teleskopy XMM-Newton a XRISM, což je misí vedená JAXA s účastí ESA, k detekci a analýze bezprecedentního výbuchu ze supermasivní černé díry. Tento obrovský objekt vyprodukoval intenzivní větry, které vystřelovaly materiál ven rychlostí téměř 60 000 km za sekundu.
Vedení rentgenových prostorových teleskopů XMM-Newton a XRISM nyní zaznamenalo tento pozoruhodný výbuch v detailu. Během několika hodin černá díra produkovala silné větry, které vyhazovaly plyn a prach do vesmíru ohromující rychlostí 60 000 km za sekundu (135 milionů mph).
V srdci NGC 3783
Supermasivní černá díra se nachází uvnitř NGC 3783, působivé spirální galaxie, kterou nedávno vyfotografoval Hubbleův vesmírný teleskop. Astronomové pozorovali náhlý záblesk rentgenového světla eruptujícího z černé díry, který rychle zhasl. Jak se záblesk zeslabil, objevily se extrémně rychlé větry, které se hnal vpřed téměř rychlostí jedné pětiny rychlosti světla.
„Někdy jsme nepozorovali černou díru, která vytváří větry tak rychle,“ říká hlavní výzkumník Liyi Gu z Organizace pro výzkum vesmíru v Nizozemsku (SRON). „Poprvé jsme viděli, jak rychlý výbuch rentgenového světla z černé díry okamžitě spouští ultra rychlé větry, které se vytvářejí během pouhého jednoho dne.“
Aktivní galaktické jádro
Gu a jeho tým použili XMM-Newton a misi X-Ray Imaging and Spectroscopy (XRISM) k prozkoumání NGC 3783 a její centrální černé díry. Tato černá díra obsahuje asi 30 milionů hmotností Slunce. Když přitahuje okolní materiál, osvětluje vysoce energetickou oblast v jádru galaxie známou jako Aktivní galaktické jádro (AGN). AGN svítí jasně v mnoha vlnových délkách a mohou vytvářet silné trysky a větry, které se rozprostírají daleko do vesmíru.
„AGN jsou opravdu fascinující a intenzivní oblasti, které jsou klíčovými cíli pro XMM-Newton a XRISM,“ dodává Matteo Guainazzi, projektový vědec ESA XRISM a spoluautor objevu.
„Větry kolem této černé díry se zdají být vytvořeny, když se zamotané magnetické pole AGN náhle ‚rozmotá‘ – podobně jako erupce, které vybuchují ze Slunce, ale na měřítku téměř příliš velkém k představování.“
Větry černé díry a sluneční exploze
Energetické větry připomínají korónové hmotnostní vývody ze Slunce, obrovské výbuchy přehřátého materiálu, které proudí do vesmíru během významné sluneční aktivity. Toto srovnání naznačuje, že supermasivní černé díry mohou občas fungovat obdobně jako sluneční magnetické erupce, což je činí trochu povědomějšími než očekávané.
Jedním z nedávných příkladů bylo 11. listopadu, kdy silný sluneční zářez následoval korónový hmotnostní vývod. Příslušné sluneční větry vyrazily ven počáteční rychlostí 1500 km za sekundu (3,4 milionu mph).
„Větrné AGN také hrají velkou roli v tom, jak se jejich hostitelské galaxie vyvíjejí v průběhu času a jak vytvářejí nové hvězdy,“ dodává Camille Diez, člen týmu a výzkumný pracovník ESA.
„Protože mají tak velký vliv, je důležité vědět více o magnetismu AGN a o tom, jak vytvářejí takové větry, abychom pochopili historii galaxií po celém vesmíru.“
Dvě mise odhalují rychle se pohybující kosmickou událost
XMM-Newton strávil více než 25 let studiem nejžhavějších a nejextrémnějších objektů ve vesmíru. XRISM, vypuštěný v září 2023, se zaměřuje na odhalení, jak se hmotnost a energie cirkulují vesmírem.
Tyto teleskopy společně zachytily tento pozoruhodný výbuch černé díry a větry, které ho následovaly. XMM-Newton monitoroval, jak se výbuch časem měnil, pomocí své optické monitorovací technologie a měřil rozšíření větrů pomocí své Evropské fotonové zobrazovací kamery (EPIC). XRISM detekoval výbuch a větry pomocí svého zařízení Resolve, které zkoumalo jejich rychlost, strukturu a mechanismy, které je vyhnaly.
„Jejich objev vyplývá z úspěšné spolupráce, což je klíčová součást všech misí ESA,“ říká vědec projektu ESA XMM-Newton Erik Kuulkers.
„Zaměřením na aktivní supermasivní černou díru obě teleskopy objevily něco, co jsme dosud neviděli: rychlé, ultra rychlé, výbuchy vyvolané větry, které připomínají ty, které se tvoří na Slunci. Vzrušující je, že to naznačuje, že sluneční a vysoce energetická fyzika může fungovat překvapivě podobně napříč vesmírem.“
