Hubble zahlédl v trpasličí galaxii černou díru, která zažehla hvězdotvornou ohnivou bouři

Trpasličí galaxie Henize 2-10 má i nadále obrovský dopad, čímž překonává očekávání astronomů.

Černé díry jsou často popisovány jako monstra vesmíru – trhají hvězdy, pohlcují vše, co se dostane příliš blízko, a zachycují světlo. Podrobní průvodci od NASA‚s Hubbleův vesmírný dalekohledukazuje však a Černá díra V novém světle: podporovat tvorbu hvězd spíše než ji potlačovat. Zobrazování a spektroskopie trpasličí galaxie Henize 2-10 z HST a spektroskopie jasně ukazují tok plynu, který se táhne z černé díry do oblasti jasného hvězdného zrození jako pupeční šňůra, což způsobuje, že již tak hustý mrak vytváří hvězdokupy. Astronomové již dříve diskutovali o tom, že trpasličí galaxie by mohla mít černou díru podobnou supermasivním černým dírám ve větších galaxiích. Další studie trpasličích galaxií, které zůstaly v kosmickém čase malé, mohou vrhnout světlo na otázku, jak se v průběhu historie vesmíru formovala a vyvíjela první zárodky supermasivních černých děr.

Zobrazování a spektroskopie trpasličí galaxie Henize 2-10 z HST a spektroskopie jasně ukazují tok plynu, který se táhne z černé díry do oblasti jasného hvězdného zrození jako pupeční šňůra, což způsobuje, že již tak hustý mrak vytváří hvězdokupy. kredit: Goddard Space Flight Center NASA; Hlavní producent: Paul Morris

Černé díry jsou často zobrazovány jako destruktivní zvířata, která zachycují světlo, a hrají v nejnovějším výzkumu méně zákeřnou roli než Hubbleův vesmírný teleskop NASA. Černá díra v jádru trpasličí galaxie Henize 2-10 hvězdy spíše vytváří, než aby je požírala. Zdá se, že černá díra přispívá k ohnivé bouři vzniku nových hvězd, ke kterým v galaxii dochází. Trpasličí galaxie se nachází 30 milionů světelných let daleko v jižním souhvězdí Pyxis.

Před deseti lety tato malá galaxie Označení vypínání rozprava mezi astronomy o tom, zda jsou trpasličí galaxie domovem černých děr úměrně superhmotným obřím objektům nalezeným v jádrech větších galaxií. Tento nový objev obsahuje malou Henize 2-10, která obsahuje pouze desetinu počtu hvězd nalezených v naší oblasti. mléčná dráha, se chystá sehrát velkou roli při řešení záhady, odkud se supermasivní černé díry vůbec berou.

Amy Raines, která vydávala časopis, řekla: První důkaz o černé díře v galaxii v roce 2011 a je hlavním řešitelem pro The New Hubble Observations, publikované ve vydání z 19. ledna temperamentní povaha.

„Od začátku jsem věděl, že na Henize 2-10 se děje něco neobvyklého a zvláštního, a HST nyní poskytl velmi jasný obrázek o vztahu mezi černou dírou a sousední oblastí tvorby hvězd, která se nachází 230 světelných let daleko. z černé díry,“ řekl Rens.

Toto spojení je proudění plynu, které se táhne prostorem jako pupeční šňůra do jasné hvězdné školky. Když nízkorychlostní tok dorazil, tato oblast byla již domovem hustého kokonu plynu. Hubbleova spektroskopie ukazuje, že výtok se pohyboval asi milion mil za hodinu, narážel na hustý plyn jako zahradní hadice narážela na hromadu hlíny a šířila se. Shluky malých hvězd jsou rozptýleny v dráze šíření odlivu a Hubble vypočítal také jejich stáří.

Jde o opačný efekt, než jaký vidíme ve velkých galaxiích, kde je materiál padající k černé díře oddalován okolními magnetickými poli a vytváří zářící výtrysky plazma Pohybuje se rychlostí blízkou rychlosti světla. Oblaka plynu zachycená v dráze výtrysků se zahřejí nad jejich schopnost se znovu ochladit a vytvořit hvězdy. Ale s méně hmotnou černou dírou Henize 2-10 a jejím jemným prouděním byl plyn stlačen jen natolik, aby urychlil vznik nové hvězdy.

„Pouhých 30 milionů světelných let daleko, Henize 2-10 je dostatečně blízko, aby mohl HST zachytit snímky a spektrální důkazy odlivu černé díry velmi jasně. Dalším překvapením bylo, že místo potlačení tvorby hvězd způsobil zrození odliv.“ nových hvězd.

Od svého prvního objevení, rádio A rentgenový snímek Emise v Henize 2-10, si Reines myslí, pravděpodobně pocházejí ze supermasivní černé díry, ale nejsou tak masivní jako ty, které lze vidět ve větších galaxiích. Jiní astronomové se však domnívali, že záření je pravděpodobně vyzařováno zbytkem supernovy, což může být známý jev v galaxii, která rychle pumpuje masivní, rychle explodující hvězdy.

„Hubbleovo úžasné rozlišení jasně ukazuje klíčový vzor při rychlostech plynu, který můžeme přizpůsobit oscilujícímu nebo oscilačnímu modelu výtoku černé díry. Zbytek supernovy by tento vzor neměl, takže naším účinným důkazem je náš důkaz, že toto je černá díra,“ řekl Raines.

Raines očekává, že v budoucnu bude více výzkumů zaměřeno na černé díry v trpasličí galaxii s cílem použít je jako vodítko k hádance, jak se v raném vesmíru vytvořily supermasivní černé díry. Pro astronomy je to neustálá hádanka. Vztah mezi hmotností galaxie a její černou dírou by mohl poskytnout vodítko. Černá díra v Henize 2-10 má asi jeden milion slunečních hmotností. Ve velkých galaxiích může být hmotnost černých děr více než miliardkrát větší než hmotnost našeho Slunce. Čím větší je hmotnost hostitelské galaxie, tím větší je hmotnost centrální černé díry.

Stávající teorie o původu supermasivních černých děr spadají do tří kategorií: 1) vznikly stejně jako menší černé díry s hvězdnou hmotností kolapsem hvězd a nějakým způsobem nashromáždily dostatek materiálu k vytvoření supermasivní hmoty, 2) zvláštní podmínky na počátku vesmír umožnil vznik supermasivních hvězd Hmotnost, která se zhroutila a vytvořila „semínka“ supermasivních černých děr přímo z netopýra, nebo 3) Semena budoucích supermasivních černých děr se zrodila v hustých hvězdokupách, kde celková hmotnost hvězdokupy bylo dostačující. Tak či onak ji vytvořit z gravitačního kolapsu.

Dosud se žádná z teorií nasazování černých děr neujala vedení. Trpasličí galaxie, jako je Henize 2-10, nabízejí potenciálně slibná vodítka, protože v průběhu kosmického času zůstávaly malé, spíše než aby procházely růstem a slučováním velkých galaxií, jako je Mléčná dráha. Astronomové věří, že černé díry v trpasličí galaxii by mohly být protějškem černých děr raného vesmíru, když se teprve začínaly formovat a růst.

„Éra prvních černých děr není něco, co jsme měli možnost vidět, takže se skutečně stává velkou otázkou: Odkud se vzaly? Trpasličí galaxie si mohou uchovat nějakou vzpomínku na scénář sesazení černých děr, který by jinak byl ztracený v čase a prostoru,“ řekl Rains.

Reference: “Star Formation způsobený černou dírou v trpasličí galaxii Hennes 2-10” Zachary Schott a Amy E. Raines, 19. ledna 2022, temperamentní povaha.
DOI: 10.1038 / s41586-021-04215-6

Hubbleův vesmírný dalekohled je projekt mezinárodní spolupráce mezi NASA a Evropskou kosmickou agenturou (ESA). Teleskop provozuje Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu. Space Telescope Science Institute (STScI) v Baltimoru, Maryland, provádí vědecké operace Hubble. STScI provozuje pro NASA Konsorcium univerzit pro výzkum v astronomii ve Washingtonu, DC