Naukowcy odkryli 53 potężne kwazary wystrzeliwujące dżety do 50 razy szersze niż nasza Droga Mleczna

redakcja@echobiznesu.pl

wyświetleń 7mins 0 opinii

Naukowcy odkryli 53 potężne kwazary wystrzeliwujące dżety do 50 razy szersze niż nasza Droga Mleczna

Astronomowie odkryli 53 nowe supermasywne kwazary zasilane czarnymi dziurami, które wyrzucają strumienie materii z prędkością bliską światła, rozciągające się na odległość do 7,2 miliona lat świetlnych, czyli około 50 razy większą od Drogi Mlecznej.

Te potworne obiekty, znane jako Gigantyczne radiowe kwazarysą częścią grupy 369 radiowych kwazarów odkrytych niedawno przez indyjskich astronomów w danych zebranych przez Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT), zbiór 30 parabolicznych anten znajdujących się w pobliżu Pune w Indiach, w ramach przeglądu nieba TIFR GMRT Sky Survey (TGSS). TGSS pokrył około 90% sfery niebieskiej nad Ziemią, a pokrycie szerokiego nieba i wysoka czułość teleskopu czyniły go idealnym instrumentem do wykrywania odległych, gigantycznych struktur emitujących fale radiowe, takich jak gigantyczne radiowe kwazary.

Chociaż supermasywne czarne dziury Uważa się, że przy masach od milionów do miliardów mas Słońca znajdujących się w sercach wszystkich dużych galaktyk, nie wszyscy z tych kosmicznych tytanów zasilają jasne, centralne obszary zwane Aktywne jądra galaktyczne (AGN) lub są postrzegane jako „kwazary”, które są niezwykle potężnymi jądrami galaktycznymi.

Aby móc zasilać kwazara, supermasywna czarna dziura musi być otoczona dużą ilością gazu i pyłu, którymi może się żywić. Materia ta wiruje wokół supermasywnych czarnych dziur w spłaszczonych strukturach chmur zwanych dyskami akrecyjnymi. Ogromny wpływ grawitacyjny supermasywnych czarnych dziur generuje potężne siły pływowe w dyskach akrecyjnych, podgrzewając tę materię, powodując, że emituje ona jasne promieniowanie w całym spektrum elektromagnetycznym.

Jednak czarne dziury są notorycznie pożeraczami brudu i nie cała materia z dysków akrecyjnych jest do nich dostarczana. Silne pola magnetyczne kierują silnie zjonizowany gaz, czyli plazmę, na bieguny supermasywnej czarnej dziury, gdzie jest on przyspieszany do prędkości bliskich prędkości światła i wyrzucany w przeciwnych kierunkach w postaci potężnych bliźniaczych dżetów. Z biegiem czasu, gdy osiągną odległość wielu lat świetlnych od źródła, dżety te mogą rozprzestrzenić się w szerokie pióropusze lub „płaty” rozciągające się daleko powyżej i poniżej płaszczyzny galaktyki, z której się wyłaniają. Dżetom i płatom towarzyszy silna emisja fal radiowych.

„Ich ogromne dżety radiowe sprawiają, że te kwazary są cenne dla zrozumienia zarówno późnych etapów ich ewolucji, jak i ośrodka międzygalaktycznego, w którym się rozszerzają, czyli rzadkiego gazu otaczającego ich płatki radiowe miliony lat świetlnych od centralnej czarnej dziury” – powiedział lider zespołu Sabyasachi Pal, astronom z Midnapore City College. „Jednak znalezienie takich gigantów nie jest łatwe”. Badacz wyjaśnił, że dzieje się tak dlatego, że słaby „most” emisji łączący oba płatki często zanika poniżej granic wykrywalności, przez co ogólna struktura wydaje się uszkodzona lub niekompletna.

„Badania radiowe o niskiej częstotliwości są szczególnie skuteczne w identyfikacji tych układów, ponieważ starzejąca się plazma synchrotronowa w płatach emituje silniej przy niższych częstotliwościach radiowych niż przy wyższych” – kontynuował Pal.

Zespół zauważył interesującą tendencję dotyczącą gigantycznych radiokwazarów i środowisk, w których żyją, stwierdzając, że co najmniej 14% tych potwornych obiektów znajduje się w zgrupowaniach i gromadach galaktyk oraz w pobliżu kosmicznych włókien gazu, pyłu i ciemnej materii, w których gromadzą się i rosną galaktyki.

„Wygląda na to, że środowisko odgrywa główną rolę w kształtowaniu ewolucji tych dżetów radiowych” – stwierdził w oświadczeniu członek zespołu Netai Bhukta z Uniwersytetu Sidho Kanho Birsha w Lagda w Indiach. „W gęstszych obszarach dżety mogą zostać spowolnione, wygięte lub zakłócone przez otaczający gaz, natomiast w bardziej pustych obszarach mogą swobodnie rosnąć w ośrodku międzygalaktycznym”.

Chociaż większość kwazarów ma bliźniacze dżety, naukowcy zauważyli, że dżety te są często nierówne pod względem długości lub jasności, co nazywa się asymetrią strumieni radiowych. „Ta asymetria mówi nam, że te dżety walczą z nierównym środowiskiem kosmicznym” – powiedziała członkini zespołu Sushanta K. Mondal, również z Uniwersytetu Sidho Kanho Birsha. „Z jednej strony dżet może wnikać w gęstsze obłoki gazu międzygalaktycznego, spowalniając jego wzrost, podczas gdy druga strona swobodnie rozszerza się w cieńszym ośrodku”. ‌

Odkrycia zespołu wydają się wskazywać, że gigantyczne kwazary znajdujące się w większych odległościach wydają się wykazywać większą asymetrię dżetów w porównaniu z tymi bliższymi Drogi Mlecznej. Może tak być dlatego, że im dalej znajdują się te kwazary, tym dalej w czasie je widzimy, a wczesny kosmos był znacznie bardziej chaotyczny i wypełniony gęstszym gazem, który zniekształcał ścieżki tych dżetów.