Obria čierna diera sa po 100 miliónoch rokov zobudila. To, čo vychrlila, sa tiahne takmer milión svetelných rokov ďaleko
Supermasívna čierna diera v galaxii J1007+3540 sa po 100 miliónoch rokov znovu prebudila. Vedci odhalili nové aj staré výtrysky plazmy a ukázali, ako ich deformuje horúci plyn v kope galaxií.
V srdci obrovskej galaxie J1007+3540 sa deje niečo, čo astronómovia nevidia každý deň. Supermasívna čierna diera, ktorá bola približne 100 miliónov rokov ticho, sa znovu prebudila a opäť začala chrliť mohutné výtrysky plazmy. Tieto štruktúry sa tiahnu naprieč priestorom takmer milión svetelných rokov.
Vedci z Royal Astronomical Society tak zachytili jeden z najpresvedčivejších obrazov znovu naštartovanej aktivity čiernej diery. V rádiových dátach vidno nielen jej nové výtrysky, ale aj staršie pozostatky po dávnejšej aktivite. Inými slovami, astronómovia sa pozerajú na kozmický záznam toho, ako sa galaktické jadro vypne, na dlhý čas stíchne a potom znovu ožije.
Prebudené jadro galaxie vytvorilo štruktúry dlhé takmer milión svetelných rokov
Rádiové snímky odhalili chaotický stret medzi novými výtryskami čiernej diery a extrémnym tlakom prostredia, v ktorom sa galaxia nachádza. J1007+3540 totiž neleží osamotene vo vesmíre, ale vo vnútri masívnej kopy galaxií plnej horúceho plynu. Práve tento tlak nové výtrysky ohýba, stláča a deformuje.
„Je to ako sledovať erupciu kozmickej sopky po vekoch pokoja, len táto je dosť veľká na to, aby vytvorila štruktúry rozprestierajúce sa takmer milión svetelných rokov naprieč vesmírom,“ uviedla Shobha Kumari z Midnapore City College.
Výskum vyšiel v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Vedci pri ňom využili dva mimoriadne citlivé rádiové interferometre, holandský Low Frequency Array, známy ako LOFAR, a indický upgraded Giant Metrewave Radio Telescope, teda uGMRT.
Rádiové dáta ukázali, že jadro galaxie sa už prebudilo aj v minulosti
Väčšina veľkých galaxií ukrýva vo svojom jadre supermasívnu čiernu dieru, no len menšia časť z nich vytvára obrovské rádiové výtrysky. Pri J1007+3540 je výnimočné najmä to, že v nej vedci vidia jasné stopy opakovanej aktivity. Galaktické jadro sa v minulosti zaplo, neskôr stíchlo a teraz sa znovu prebudilo.
Neprehliadni
Na rádiových snímkach vidno v strede galaxie jasný vnútorný výtrysk, ktorý prezrádza, že čierna diera je znovu aktívna. Okolo neho sa rozprestiera staršia a slabšia plazma, teda pozostatok po dávnejšej fáze aktivity. Práve tento kontrast medzi novými výtryskami a starými vyhasnutými lalokmi je silným dôkazom, že jadro tejto galaxie sa v priebehu miliónov rokov opakovane zapínalo a zasa utíchalo.
Podľa dostupných údajov nesú staršie veľké laloky stopu aktivity spred približne 240 miliónov rokov, zatiaľ čo mladšie vnútorné výtrysky sú staré asi 140 miliónov rokov. Práve tento rozdiel ukazuje, že medzi dvoma fázami aktivity nastala približne 100 miliónov rokov dlhá prestávka.
Okolitý horúci plyn mení tvar výtryskov z čiernej diery
Galaxia J1007+3540 neleží vo vesmírnom vákuu, ale vo vnútri masívnej kopy galaxií vyplnenej extrémne horúcim plynom. A práve to je pre nové výtrysky zásadný problém. Keď sa derú von z jadra, nenarážajú na prázdny priestor, ale na husté prostredie, ktoré na ne vyvíja obrovský tlak.
Snímky z LOFAR ukazujú, že severný lalok je stlačený a výrazne pokrivený. Vedci v ňom pozorujú zakrivený spätný tok plazmy, akoby ju okolitý horúci plyn tlačil nabok. Dáta z teleskopu uGMRT zároveň naznačujú, že v tejto oblasti sa nachádzajú veľmi staré častice, ktoré už stratili veľkú časť svojej energie. Aj to ukazuje, že prostredie kopy galaxií nehrá len vedľajšiu rolu, ale priamo rozhoduje o tom, ako celá štruktúra vyzerá.
Pri druhom staršom laloku vedci vidia dlhý, slabý a zalomený chvost difúznej emisie smerujúci na juhozápad. Naznačuje to, že magnetizovaná plazma je doslova ťahaná cez okolité prostredie a zanecháva za sebou stopu starú milióny rokov. V praxi to znamená, že čierna diera síce formuje svoje okolie, no zároveň aj sama naráža na odpor prostredia, ktoré jej výtrysky ohýba, brzdí a mení ich tvar.
J1007+3540 ukazuje, ako čierna diera mení celú galaxiu
Práve spojenie znovuobnovenej aktivity, obrovských rozmerov a extrémneho tlaku okolitého prostredia robí z J1007+3540 mimoriadne zaujímavý objekt pre astronómov. Na tejto galaxii je dobre vidieť, že vývoj galaxií nie je jednoduchý ani pokojný. To, čo sa deje v ich jadre, totiž môže aj po veľmi dlhom čase znovu prepísať podobu celého okolia.
„J1007+3540 je jedným z najjasnejších a najspektakulárnejších príkladov epizodickej AGN s interakciou medzi výtryskami a kopou galaxií, kde okolitý horúci plyn výtrysky ohýba, stláča a deformuje,“ uviedol Dr. Sabyasachi Pal z Midnapore City College.
Pre vedcov je tento objekt cenný najmä preto, že im pomáha odpovedať na niekoľko dôležitých otázok naraz. Chcú pochopiť, ako často sa supermasívne čierne diery prepínajú medzi aktívnou a tichou fázou, ako stará rádiová plazma reaguje na horúci plyn v kopách galaxií a ako opakované erupcie postupne menia okolie galaxie počas miliónov rokov.
Vedci chcú teraz nazrieť ešte hlbšie do jadra galaxie
Vedci chcú J1007+3540 sledovať ešte detailnejšie. Zaujíma ich najmä samotné jadro galaxie a to, ako sa nové výtrysky správajú po tom, čo sa aktivita čiernej diery znovu rozbehla. Presnejšie pozorovania by mohli ukázať, ako ich mení horúci plyn v okolí a prečo majú taký zdeformovaný tvar.
