Drop the Donut:True Nature of Ravenous Supermassive Black Holes Revealed

Nogle galakser indeholder supermassive sorte huller, der er grådige spisere, forbruger gas, støv og alt andet, der kommer for tæt på, herunder lys. I deres madvaner, disse behemoter genererer meget energi i kernerne i deres værtsgalakser, blændende kosmos med kraftig stråling. Vores galakses centrale supermassive sorte hul, Skytten A*, er en sovende fisse i sammenligning.

Disse bankende galaktiske hjerter er kendt som "aktive galaktiske kerner, "eller AGN, og, i ny forskning offentliggjort online i tidsskriftet Nature den 27. september, en international gruppe forskere har vendt op på en berggrundsteori (den fælles teori), som astronomer mente kendetegnede disse AGN. Forskningen kunne hjælpe os med bedre at forstå, hvordan galakser og supermassive sorte huller udviklede sig med hinanden.

Supermassive donuts

Når man observerer disse lyse galakser, astronomer bemærkede to forskellige typer AGN. Nogle galakser havde en meget lys AGN (Type I), der henviser til, at andre AGN var svage (Type II). Efter årtiers studier med forskellige teleskoper, der er følsomme over for en række frekvenser, astronomer troede, at disse to typer AGN var en og den samme - årsagen til de to typer var bare et spørgsmål om perspektiv.

"Man troede, at det, vi så, i bund og grund er en konfiguration af støv og gas omkring det sorte hul, der ligner en oppustet doughnut-eller en torus, "siger astronomen Richard Mushotzky, en professor ved University of Maryland og medforfatter af undersøgelsen.

"Så, for type II'er, vi ser på de sorte huller gennem siden af ​​doughnut, hvor der er masser af støv og gas i vores synsfelt; Type Is er, når vi kigger ned fra toppen af ​​doughnut [med lidt støv og gas i vores synsfelt], "forklarer han.

Det følger derefter, at Type Is vil være lysere end Type II'er. Imidlertid, Mushotzky argumenterer, der har været en voksende mængde spektroskopiske beviser, der tyder på, at faktisk, der er en fysisk forskel mellem de to typer AGN - og det er ikke forårsaget af en doughnutform.

Tager galaktiske røntgenstråler

Ved hjælp af data fra Burst Alert Telescope (BAT) knyttet til NASAs Swift rumteleskop, forskerne kunne "se" gennem enhver gas og støv, der omgiver mere end 800 fodrer sorte huller i galaksernes centre. BAT ser universet i hårde røntgenstråler-de samme røntgenstråler, som radiologer bruger til at "se" vores skeletter gennem vores kroppe-så det er ligegyldigt i hvilken vinkel Swift så på AGN, den kan skære igennem enhver sky og se præcis, hvor meget energi de supermassive sorte huller genererer.

Supplerende Swift, forskerne brugte data fra en snes andre jordbaserede teleskoper rundt om i verden, kræver et globalt samarbejde mellem forskere kaldet BAT AGN Spectroscopic Survey (BASS) Consortium. Med disse data, forskerne afslørede, at type I og type II AGN faktisk er forskellige, strukturelt og energisk.

"Denne undersøgelse siger, at ja, der er noget iboende anderledes - og det er dybest set, hvor hurtigt de sorte huller fodrer, "siger Mushotzky.

Selvom de ofte betragtes som umættelige fortærere af alle sager, selv de supermassive sorte huller har deres grænser. "Der er en maksimal hastighed, hvormed et sort hul kan fodres - hvis du prøver at proppe mere materiale end maksimum, det sorte hul afviser det dybest set; det er en kræsen spiser, "Tilføjer Mushotzky.

Så, den største forskel mellem AGN -typer er, at Type Is er omgivet af mere støv og gas, derfor afviser mere stof og giver næring til langt højere energiudledninger end type II'er. Dette er den underliggende årsag til, at Type Is er så lyse:Disse sorte huller forbruger det omgivende stof, indtil de, bogstaveligt talt, kan ikke spise mere.

Blændet forspænding

Et igangværende puslespil i astronomi er, hvordan supermassive sorte huller udviklede sig med deres galakser. Da de fleste galakser er kendt for at indeholde monster sorte huller, det oplagte spørgsmål er:Hvordan påvirker sorte hullers udvikling af galakser og omvendt?

Da galakser med aktive sorte huller i deres kerner giver mulighed for at observere enorme mængder stråling, der genereres, og dens indvirkning på galakser, AGN er blevet brugt som et laboratorium til at studere stjernedannelse på disse omtumlede steder. Men galaksernes stjerner i Type I er svære at observere - ekstremt lyse kerner drukner lyset fra galakseens stjerner. Da den forenede model antog, at type I og type II'er grundlæggende er de samme, astronomer har typisk studeret Type II'er i stedet - da de har lysere kerner, og galaksernes stjerner let kan ses.

Men, som denne nye opdagelse bekræfter, denne idé er mangelfuld, siger Mushotzky. Der har været en skævhed til kun at studere Type II'er, og Type Is er blevet overset.

"Nu hvor vi ved, at type I [sorte huller] spytter mere energi ud end type II'er, vi er nødt til at undersøge, hvad vi konkluderede før, " han siger.

Apropos donuts, nogle mener, at den største donut nogensinde var en gelékonfekt, der strakte sig 4,9 meter bred og 0,4 meter høj. Og alligevel holder den stadig ikke et lys til en "doughnut", der omgiver et sort hul.