Peering a fekete lyukak pasztáiba

A galaxisok középső fekete lyukak meglepően egyszerű lények a szívében, de bonyolult múltjuk van. Új kutatások kezdik eltávolítani a történelem zavaró fátylat.

A művész koncepciója az AGN-ről.
NASA / Dana Berry (SkyWorks Digital)

Egyszerű - nem pontosan az az első szó, amely eszébe jut, amikor a fekete lyukakra gondolsz, igaz? Különösen nem az a ragyogó, szupermasszív fajta, amely a fészkét galaxis központjában teszi. Ezek a vadállatok gázzal gorognak, amely minden hullámhosszon ragyog, és nagyon sokféle változatosságot mutatnak ( radio-hangos és X-ray csendes csak kettő a csillagászok által használt sok kifejezés közül), ők meg tudná tölteni az állatkertet.

Ezek a lények, amelyeket aktív galaktikus magoknak (AGN) neveznek, egyszerűek. Mindegyik ugyanazokkal az alapelemekkel rendelkezik: millió lyuk vagy milliárd napnyi fekete lyukkal, a fekete lyukat tápláló gázgyűjtő koronggal, és néha egy sugárral, amely a fekete lyuk közelében kilóg.

Szóval hogyan tölti meg egy egyszerű lény az állatkertet? A csillagászok évtizedek óta magyarázzák a fajtát egy másik elem hozzáadásával az AGN szerkezetéhez: egy fánk alakú por- és gázfelhő, amely a belső részeket koszorúzza. A látószögetől függően a fánk elrejti az AGN-t, tehát egy objektum megjelenése pusztán attól függ, hogy a látószögünkhöz igazodik-e.

De a fánk semmiképpen sem magyarázott meg mindent; annak bizonyítéka, hogy a fánk még létezik, nem egyértelmű. Két új tanulmány kiegészíti a növekvő bizonyítékot, amely szerint a fánk szerepétől függetlenül az AGN állattan megértésének kulcsa a múlt felfedése.

A szomszédok megismerése

A WISE nézete a Fornax galaxis klaszteréről, 60 millió fényév távolságban. A képet művészileg továbbfejlesztik, hogy a sötét anyag haloszlánjai lila színűek legyenek. Általában véve a "rejtett" szupermasszív fekete lyukak ezekben a zsúfolt környezetben élnek, ahol gyakori ütközések vannak a gázban gazdag szomszédos galaxisokkal.
NASA / JPL-Caltech

Nemrégiben Emilio Donoso vezetésével működő csapat (Instituto de Ciencias Astronómicas, Tierra, y del Espacio, Argentína) 563 millió infravörös forrásból mintegy 170 000 AGN-t választott ki, amelyet a Wide (Széles körű infravörös felmérés) felsorol. Az űrhajó tíz hónap alatt többször megfigyelte az égboltot, különféle infravörös hullámhosszon mérve a fényerőt.

Mivel a WISE megfigyelte az infravörös sugárzást, képes volt gázzal és porton keresztül átgondolni minden típusú AGN-t, beleértve azokat is, amelyeket egy fánk elrejtett volna más hullámhosszon. A csoport megkülönböztette a rejtett és az exponált AGN-t azáltal, hogy összehasonlította az infravörös fényerőt a Sloan Digital Sky Survey-ban felsorolt ​​látható fény fényerejével.

Ha az orientáció volt az egyetlen, ami számít, akkor az AGN-nek véletlenszerűen szétszórnia kell az égbe, függetlenül attól, hogy milyen típusúak. Ehelyett Donoso csapata úgy találta, hogy az elhomályosult AGN inkább szorosan összefonódik.

Ez az eredmény, amelyet az Astrophysical Journal-ban kell közzétenni, egyidejűleg érkezik egy újabb, a Nature Physics-ben nemrégiben közzétett tanulmánnyal. Beatriz Villaroel és Andreas Korn (az Uppsalai Egyetem, Svédország) belemerült a Sloan Digital Sky Survey mélységébe, hogy 72 262 relatív közelében lévő AGN-t válasszon ki, amelynek gazdagépeit a Galaxy Zoo állampolgárságú tudományos ereje alapján osztályozták. Nem annyira magukra az AGN-re, hanem a szomszédaikra nézték, hogy a rejtett AGN inkább a gázban gazdag, csillagképző galaxisokhoz közelebb él.

Fekete lyukak múlttal

Mindkét tanulmány alátámasztja az AGN evolúciójának általános képet. Amikor két galaxis összeolvad, a gáz a központi fekete lyukak felé zuhan, táplálva őket, miközben eltakarja őket a látásból. Végül egy sugár vagy szél fúj ki, és kiszorítja a környező gázt, feltárva a még mindig tápláló fekete lyukat.

Más szavakkal: a rejtett AGN nem feltétlenül van kitéve az AGN-nek poros fánkon keresztül; ezek a prekurzorok, idővel exponált AGN-kké alakulnak.

Mindkét tanulmány részét képezi „egy mozgalomnak, amely egyre növekszik az AGN szerkezetének realisztikusabb megfogalmazása felé” - mondja Moshe Elitzur (Kentucky Egyetem). "Nevetséges lenne azt gondolni, hogy az AGN soha nem alakul ki, és hogy mindegyik pontosan azonos."

De mint általában, az ördög a részletekben van. Az AGN fejlődik együtt a galaxisukkal, vagy lemaradnak-e? Hogyan változik a tórusz, ha létezik, az idő múlásával? Ezek a tanulmányok még nem tudnak válaszolni ezekre a kérdésekre, és amíg meg nem válaszolják, az AGN állatkert csak így marad: állatkert.

Irodalom:

Emilio Donoso és munkatársai. „A WISE által kiválasztott AGN szögcsomópontja: Különböző halok a homályos és nem védett AGN-hez”, amelyet az Astrophysical Journal közzé kell tenni .

Beatriz Villarroel és Andreas J. Korn. „Az 1. és 2. típusú aktív galaktikus atommag körüli különböző szomszédok”, természetfizika, 2014. május 11.