Astronomowie uchwycili potężną erupcję wulkaniczną czarnej dziury w pobliżu Ziemi, która rozciągała się na niebie 16 razy w stosunku do pełni księżyca

Centaurus A to aktywna gigantyczna galaktyka eliptyczna odległa o 12 milionów lat świetlnych. W jej jądrze znajduje się czarna dziura o masie 55 milionów słońc. To zdjęcie pokazuje galaktykę na falach radiowych, ukazując ogromne płaty plazmy sięgające daleko poza widoczną galaktykę, zajmujące tylko mały punkt w centrum zdjęcia. Punkty w tle nie są gwiazdami, ale radiogalaktykami, podobnie jak Centaurus A, znajdującymi się w znacznie większych odległościach. Źródło: Ben McKinley, ICRAR/Curtin i Conor Matherne, Louisiana State University

Astronomowie stworzyli najpełniejszy obraz emisji radiowych z najbliższej aktywnej masy zasilającej Czarna dziura do ziemi.

Emisja ta jest wyzwalana przez centralną czarną dziurę w galaktyce Centaurus A, około 12 milionów lat świetlnych od nas.

Kiedy czarna dziura żywi się spadającym gazem, wyrzuca materię prawie z prędkością światła, powodując wzrost „bąbelków radiowych” przez setki milionów lat.

Oglądana z Ziemi erupcja Centaura A rozciąga się teraz na osiem stopni na niebie — długość 16 księżyców w pełni ułożonych obok siebie.

Zdjęcie wykonane teleskopem Murchison Widefield Array (MWA) w zachodnioaustralijskim buszu.

Centaurus A to aktywna gigantyczna galaktyka eliptyczna odległa o 12 milionów lat świetlnych. W jej jądrze znajduje się czarna dziura o masie 55 milionów słońc. To złożone zdjęcie pokazuje galaktykę i otaczającą ją przestrzeń międzygalaktyczną na kilku różnych długościach fal. Plazma radiowa jest pokazana na niebiesko i wydaje się oddziaływać z gorącymi gazami emitującymi promieniowanie rentgenowskie (pomarańczowy) i zimnym obojętnym wodorem (fioletowy). Chmury z Halpha (czerwone) pojawiają się również nad główną optyczną częścią galaktyki, która leży pomiędzy dwoma najjaśniejszymi punktami radiowymi. „Tło” pojawia się w długościach fal optycznych, pokazując gwiazdy w naszej galaktyce Drogi Mlecznej, które są już na pierwszym planie. Źródło: Connor Matherne, Louisiana State University (Optical/Halva), Kraft i in. (prześwietlenie), Struve i in. (Cześć), Ben McKinley, ICRAR/Kurten. (radio)

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie 22 grudnia 2021 r. Astronomia naturalna.

Główny autor dr Benjamin McKinley z węzła Curtin University, International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), powiedział, że zdjęcie ujawnia zaskakujące nowe szczegóły dotyczące emisji radiowej z galaktyki.

„Te fale radiowe pochodzą z materii wchłoniętej przez supermasywną czarną dziurę w centrum galaktyki” – powiedział.

„Tworzy dysk wokół czarnej dziury, a kiedy materia rozdziela się w pobliżu czarnej dziury, po obu stronach dysku tworzą się potężne dżety, wyrzucając większość materii z powrotem w przestrzeń na odległość być może większą niż milion lat świetlnych.

„Poprzednie obserwacje radiowe nie były w stanie poradzić sobie z ekstremalną jasnością dżetów, a szczegóły większego obszaru wokół galaktyki były zniekształcone, ale nasz nowy obraz przezwycięża te ograniczenia”.

Film pokazujący radioaktywną galaktykę Centaurus A, w której znajduje się najbliższa czarna dziura aktywnie odżywiająca Ziemię. Film pokazuje pozorną wielkość galaktyki w świetle, promieniach X i długości fal submilimetrowych z Ziemi w porównaniu z Księżycem. Następnie jest oddalany, aby pokazać ogromny zasięg otaczających bąbelków obserwowanych na falach radiowych. Astronomowie stworzyli najbardziej wszechstronny obraz emisji radiowych z najbliższej supermasywnej czarnej dziury, która zasila Ziemię.

Centaurus A to najbliższa naszej galaktyce galaktyka radiowa droga Mleczna.

„Możemy się wiele nauczyć, w szczególności od Centaura A, tylko dlatego, że jest tak blisko i możemy go zobaczyć z dużą dokładnością” – powiedział dr McKinley.

„Nie tylko na falach radiowych, ale także na wszystkich innych długościach fal światła.

„W ramach tych badań byliśmy w stanie połączyć obserwacje radiowe z danymi optycznymi i rentgenowskimi, aby pomóc nam lepiej zrozumieć fizykę tych supermasywnych czarnych dziur”.

Płytka 107, lub „na zewnątrz”, jak wiadomo, jest jedną z 256 płytek MWA, znajdującą się 1,5 kilometra od rdzenia teleskopu. Oświetlenie kafelków i antyczny krajobraz to księżyc. Źródło: Pete Wheeler, ICRAR

Astrofizyk dr Massimo Gaspari z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki powiedział, że badania potwierdzają nową teorię znaną jako „chaotyczna akrecja zimna” (CCA), która pojawiła się w różnych dziedzinach.

„W tym modelu chmury zimnego gazu w galaktycznym halo kondensują i opadają nad centralnymi regionami, zasilając supermasywną czarną dziurę” – powiedział.

„W wyniku tego deszczu, czarna dziura oddziałuje silnie, uwalniając energię z powrotem poprzez strumienie radiowe, które napełniają niesamowite płaty, które widzimy na obrazie MWA” – podsumował dr.

Dr McKinley powiedział, że galaktyka wydaje się być jaśniejsza w centrum, gdzie jest bardziej aktywna i jest dużo energii.

„Wtedy będzie słabiej, kiedy wyjdziesz, ponieważ stracisz energię i wszystko się ułoży” – powiedział.

„Ale istnieją interesujące cechy, w których naładowane cząstki przyspieszają i oddziałują z silnymi polami magnetycznymi”.

Dyrektor MWA, profesor Stephen Tingay, powiedział, że badania były możliwe dzięki niezwykle szerokiemu polu widzenia teleskopu, doskonałej lokalizacji cichego radia i doskonałej czułości.

„MWA jest prekursorem Square Kilometer Array (SKA) – globalnej inicjatywy budowy największych na świecie radioteleskopów w Australii Zachodniej i Afryce Południowej” – powiedział.

„Szerokie pole widzenia, a w konsekwencji ogromna ilość danych, które możemy zebrać, oznacza, że ​​potencjał wykrywania każdej obserwacji MWA jest bardzo wysoki. To wielki krok w kierunku większej SKA.”

Odniesienie: „Multiscale Feedback and Feed in the Closest Radio Galaxy Centaurus A” B. McKinley, SJ Tingay, M. Gaspari, RP Kraft, C. Matherne, A. R. Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala , SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler i M. Johnston-Hollitt, 22 grudnia 2021 r., Dostępne tutaj. astronomia naturalna.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01553-3

Murchison Widefield Array to MWA obsługiwany i obsługiwany przez Curtin University w imieniu międzynarodowego konsorcjum, zlokalizowany w Murchison Radio Astronomy Observatory w Australii Zachodniej. Obserwatorium jest zarządzane przez CSIRO, australijską narodową agencję naukową i zostało utworzone przy wsparciu rządów Australii i Australii Zachodniej. Uznajemy, że Wajarri Yamatji są tradycyjnymi właścicielami obserwatorium.

Pawsey Supercomputing Research Center w Perth – finansowany przez państwo ośrodek superkomputerowy poziomu 1 – pomogło w przechowywaniu i przetwarzaniu notatek MWA wykorzystywanych w tych badaniach.