A galaxisok között egy fekete lyuk kanyarog, csillagokat hagyva maga után – Ars Technica

Ha hasonló vonalat lát valamelyik fényképén, valószínűleg szánjon néhány percet az objektív tisztítására. De a sorozat ebben az esetben a Hubble Űrteleszkóp által készített képen volt, amelyre nincs hatással a mindennapi élet által a Földhöz csatlakoztatott eszközökön hagyott schmutz. Ezért egy kutatócsoport úgy döntött, hogy kideríti, mit jelenthet egy hosszú, vékony kenet.

Még mindig nem biztosak benne, de a legjobb magyarázat egy szupermasszív fekete lyukból származó ébredés, amelyet a korábban otthont adó galaxistól robbantottak ki. Felszabadulását valószínűleg két további szupermasszív fekete lyuk okozza, amelyeket a galaxisok egyesülése hozott össze. Ha igaz, ez lenne az első példa erre a viselkedésre, amit valaha láttunk.

Mi ez?

A filmes fényképezőgépek idejében, amikor hónapok vagy akár évek telhettek el a kép elkészítése és előhívása között, nem volt szokatlan, hogy újonnan előhívott felvételeket készítsen, és azon kapja magát, hogy azon töprengett, mit is rögzített egy fényképen. Szinte hallani lehet az akkori idők visszhangját a csillagászok leírásában, miszerint az egyik Hubble-képen látták a kenetet: „A vékony, majdnem egyenes vonal jól látható volt az adatok minőségének vizuális értékelésében.”

Közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy a vonal egy kissé furcsa kinézetű galaxis felé nyúlik. „Soha nem találkoztunk még ilyesmivel sem saját képeinken, sem a szakirodalomban, ezért úgy döntöttünk, hogy a funkciót beépítjük a Keck Table megfigyelési tervünkbe.” [telescope] Lény.”

Az objektum fényének vöröseltolódása alapján mindketten és a galaxis nagyjából azonos távolságra vannak a Földtől, ami azt jelzi, hogy a kettő összefügg. A kutatók becslése szerint a vonal körülbelül 200 000 fényév hosszú. Míg a galaxisok középpontjában lévő szupermasszív fekete lyukak hosszú ideig (és még tovább is) anyagsugarakat bocsáthatnak ki, ezek a sugarak hajlamosak szétterülni, ahogy távolodnak a galaxistól. Ebben az esetben a zsinórt a teljes hosszában vékonynak tartottuk.

A csíkban lévő kibocsátó csillagok pillantása azt jelzi, hogy a csillagok általában fiatalabbá válnak, amikor lefelé haladnak a csíkban, és távolodnak a galaxistól. Mindent összevetve úgy tűnik, hogy a vonal körülbelül 40 millió évvel ezelőtt kezdett kialakulni, és csúcsa azóta fokozatosan, körülbelül 1600 kilométer/s sebességgel távolodik el a galaxistól.

régi elméletek

Ennek a mozgásnak az egyik lehetséges magyarázata az, hogy a galaxis egy szupermasszív fekete lyukat lökött ki. Ez két megfigyelés miatt elkerülhetetlen: úgy tűnik, hogy szinte minden galaxis magjában szupermasszív fekete lyuk található, és a legtöbb galaxis többszörös egyesülések révén épül fel. Ennek eredményeként az egyesülés előtti galaxisok szupermasszív fekete lyukai végül ütközni fognak egymással. Ez kétféleképpen vezethet kiutasításhoz. Az egyik az, hogy ha ezek közül a szupermasszív fekete lyukak közül kettő olyan egyesülésen megy keresztül, ahol a gravitációs energiatermelés egyenlőtlen, az irányított impulzust adhat az egyesülés utáni terméknek.

Alternatív út a kilakoltatáshoz, ha egy vagy több galaktikus összeolvadás következik be viszonylag gyors (csillagászati ​​értelemben) összeolvadásban, akkor lehetséges, hogy még nem egyesült az összes központi fekete lyuk. Ezekben az esetekben három vagy több ilyen óriás keringhet egymás körül, lehetővé téve a gravitációs kölcsönhatások egyikét.

Sokat modelleztük az ilyen típusú interakciókat, így elég jól ismerjük a kiutasítási folyamatot. Amit nem tudunk, az az, hogy mi történhet, ha egy fekete lyuk elhagyja a galaxist. Kiderült, hogy rossz okokból kezdtük el ezt a tervezést a ’70-es években. Az emberek azt sugallják, hogy a kilökődött központi fekete lyukak magyarázatot adhatnak a kvazárok hatalmas kiömlésére, ami arra utal, hogy a kvazárok nem voltak messze, vagy nem voltak fényesek. De kiderült, hogy kvazárok Ő volt Igazán világos, így az egész gondolatmenet hibásnak bizonyult, és az ötletet gyorsan elvetették.

A modellek azt mutatják, hogy a folyamatban szinte minden érdekes lesz. Először is, a kilökődött fekete lyuk megtartana egy kísérőcsillagokból álló héjat, amelyek az egyesülés előtti galaxis magjában voltak. A kilökődés után ez a héj mérete egy nagy gömbhalmazhoz vagy egy nagyon kicsi törpegalaxishoz hasonlítható. De a bent lévő csillagok hihetetlenül gyorsan mozogtak, mert egy szupermasszív fekete lyuk körül keringtek.

Ha a kilökődött halmaz – amelyet nagynyomású csillagrendszernek neveznek – a galaxis elhagyása után találkozik a gáz egy részével, lökéshullámot hoz létre a gázon belül, ami megmagyarázhatja, miért a csík csúcsa a legfényesebb pontja. Nyomában a gáz a lökéshullámok által hagyott űrbe omlik, és csillagkeletkezési kört szabadít fel. Ez pontosan megmagyarázza az idősebb csillagok előrehaladását a galaktikus irányban.

A másik oldalon

Tehát, legalábbis durva szinten, ennek a vonalnak az általános körvonala úgy néz ki, mint egy hatalmas, szupermasszív fekete lyuk, amely távolodik korábbi otthonától. De van két probléma azon kívül, hogy a modelleket nem igazán frissítették évtizedek óta, és azóta exponenciálisan nőtt a kozmológiáról és a számítási teljesítményről alkotott ismereteink.

A legnagyobb probléma talán az, hogy valami úgy tűnik, hogy a vonal helyétől a galaxis másik oldalán van. Nincs olyan messze a galaxistól, mint a vonal csúcsa, és nincs csillagsor, amely összekötné a galaxissal. De ugyanakkor úgy tűnik, hogy ionizáló sokkok vannak a közelében, és az ionizált anyag szóródási nyoma áramlik vissza a galaxisba.

Ezért, ha egyben szupermasszív fekete lyukról is van szó, akkor még a vonal mentén kilököttnek is nehezebbnek kell lennie, mert ehhez képest lassan mozog (ez feltételezi, hogy mindkét objektumot egyszerre lökték ki). És különböző anyagokon kell keresztülmenniük, mert nem vezetnek ugyanolyan csillagkeletkezéshez.

A legproblémásabb az, hogy nincs nyilvánvaló módja egy második fekete lyuk egyidejű, de az ellenkező irányba történő kilökésének. A legegyszerűbb kilökési mechanizmus három fekete lyukból áll, amelyek közül az egyik kilökődik, a másik kettő pedig a galaktikus magban marad. Lehetséges, hogy ez a kettő összeolvad, és gravitációs rúgást kap az egyesülésből, de nem valószínű, hogy ez a rúgást egy adott irányba küldené – ennek ellenére az objektum közvetlenül a kilökődött fekete lyuktól távolodna. Lehetséges mindhárom fekete lyuk kilökődése, de ehhez az kellene, hogy mindegyik hasonló tömegű legyen – ami nem különösebben valószínű.

Tehát egyelőre a kutatók feltételesen azt sugallják, hogy ez a harmadik objektum egy másik erősen összenyomott csillagrendszer két szupermasszív fekete lyukkal; Nyilván valami, amihez több jegyzet kell.

De ez az egész régióra vonatkozik. Van egy másik objektum a vonal mellett, amely úgy tűnik, csak véletlenül igazodik el, de ezt nem erősítették meg. Míg a csillagászoknak sikerült időt kapniuk a távcsővel, hogy megnézzék a vonalat, nem sok hasznot húztak belőle, és mélyebb expozícióval és több spektrális elemzéssel sok mindent lehet tenni. Így remélhetőleg egy hosszabb pillantás jobb képet ad arról, hogy mit is nézünk.

Astrophysical Journal Letters, 2023. DOI: 2041-8213/acba86 (a DOI-król).