Robin Hood sorte huller stjæler fra stjernetåger for at lave nye stjerner

Det er let at forestille sig et sort hul som en slags allmægtig kosmisk dræn, et synkehul med superstærk tyngdekraft, der hænger og sluger forbi stjernetåger eller stjerner. Selvom det er sandt, kan vi ikke observere materie, når det først krydser et sort huls begivenhedshorisont, forskere nulstiller, hvad der sker i margenerne, hvor molekylære skyer frigiver enorme mængder energi, når den cirkler om plughole.

EU -forskere finpudser, hvad der sker med gas, der kasseres af et sort hulls voldsomme hastighed, og hvordan dette kan påvirke stjernedannelse i galakser som vores, og endda interstellar rum.

Astronomen Dr Björn Emonts, fra National Radio Astronomy Observatory i USA, har brugt nogle af verdens største radioteleskoper til at undersøge, hvad der sker med sådanne gasstråler som en del af det EU-finansierede BLACK HOLES AND JWST-projekt.

"Vi ville se, hvordan sorte huller kan påvirke udviklingen af ​​galakser som helhed, " han sagde.

Ved hjælp af avancerede radioteleskoper i Atacama -ørkenen i det nordlige Chile, ligger 5000 meter over havets overflade, Dr Emonts kan registrere de karakteristiske spektrale signaturer af gasmolekyler, når de drives udad af det sorte hul.

"Hvis du har et roterende sort hul med en akkretionsskive (partikler, der kredser om det sorte hul), det kan faktisk fungere som en slags dynamo. Det kan udløse magnetfelter på hver side af akkretionsskiven, og disse magnetfelter kan fange ladede partikler, " han sagde.

"Det du får er to jetfly ... der virkelig kan forplante sig meget langt væk fra det sorte hul - de kan krydse hele galaksen og endda påvirke omgivelserne."

Næsten hver galakse vil sandsynligvis have et roterende supermassivt sort hul i midten. Dr Emonts fandt ud af, at Dragonfly Galaxy, et gammelt system fra det tidlige univers, der består af sammensmeltede galakser, havde tornado-lignende stråler af partikler, der kom ud af sit sorte hul, som kunne, faktisk, kickstarte sin stjernedannelse.

"Vi så faktisk, at mængden af ​​gas, der forskydes, er den samme hastighed, som som stjerner dannes, "Sagde Dr Emonts.

Ved at scanne radiobølger for at detektere kulilte i et andet stjernesystem, Spiderweb Galaxy, han var også i stand til at vise, at molekylær gas kunne eksistere og danne stjerner uden for galakser, og at stråler af partikler endda kunne hjælpe processen ved at udløse køling.

Dr Emonts håber, at disse fund vil danne grundlag for at bruge den næste generation af rumteleskop, James Webb -teleskopet, som kan se molekylær gas nær sorte huller i hidtil uset detalje. Dette vil føre til en endnu dybere forståelse af den vigtige rolle, som sorte huller spiller i udviklingen af ​​galakser.

Røntgenkollisioner

En anden måde at registrere energi, der afgives fra optagelsesdiske med sorte huller, er gennem røntgenspektret. Dr. Gabriele Ponti, der ledede det EU-finansierede HIGH-Z &MULTI-λ-projekt ved Max Planck Institute i Tyskland, sagde:"De fleste emissioner fra materiale, der falder ned i de sorte huller, er i røntgenstråler."

Hans mål var at lede efter beviser for, at røntgenstråler opstår, når gasskyer krydser supermassive sorte huller i midten af ​​galakser.

For første gang nogensinde var han i stand til at observere et røntgenstråle, mens gasskyer blev suget ind i det sorte hul i midten af ​​vores galakse, kaldet Skytten A*. Alligevel, det er stadig for tidligt at sige med sikkerhed, om det kan være den eneste grund til øgede røntgenstråler.

"Røntgenstrålerne er meget lyse. Hvis du tager en atomreaktion, du har kun en lille brøkdel af energi fra stof, der frigives - opsamling af sorte huller er mange gange mere effektiv, "Sagde Dr. Ponti.

Bedre observationer af emissioner fra sorte hullers tilsætningsdiske kan også føre til øget forståelse af størrelsen af ​​sorte huller, samt hvordan de præcist hjælper frøstjernedannelse.

"Vi observerede en prøve af nærliggende supermassive sorte huller, og vi målte deres variabilitet, og vi så, at det er ekstremt godt korreleret med massen af ​​det sorte hul, "Sagde Dr. Ponti.

Denne korrelation kan bruges til at bestemme afstand, fordi de kan korrelere intensiteten af ​​emissioner med objektets masse og afstand.

Stjernedannelse

"Hvis jorden havde en størrelse på galaksen, et sort hul ville kun være lige så stort som din fingernegl. Alligevel kan dette objekt påvirke fysikken af ​​noget på størrelse med jorden, "Sagde Dr. Ponti.

For bedre at forstå partikelvinden, der kommer fra supermassive sorte huller, Dr. Ponti kiggede på stjerners masse sorte huller, millioner gange mindre end dem i galaktiske kerner, og mere overskueligt.

Det overraskende, de observerede, var, at de kun så vinden af ​​og til, afhængigt af akkretionsdiskens orientering til jorden. Det betød, at sådanne vinde strømmede af på det samme plan som disken.

"Når akkretionsdisken er vendt opad, vores sigtelinje krydser ikke gennem vinden, og vi observerer det derfor ikke gennem absorption, "Sagde Dr. Ponti.

Sådanne partikelvind, transporterer gas, der kan danne stjerner, er sandsynligvis et træk ved de fleste sorte huller, og nogle undersøgelser har spekuleret i, at de endda kan kaste mere materiale af, end nogle sorte huller absorberer. Dette tilføjer det voksende bevis for, at sorte huller ikke bare er en intergalaktisk destruktiv kraft, men snarere en nøglespiller i dannelsen af ​​galakser.