Jauni pierādījumi no NASA Chandra rentgena observatorijas izaicina dominējošās idejas par to, kā galaktiku centros aug melnie caurumi. Astronomi jau sen ir domājuši, ka supermasīvs melnais caurums un zvaigžņu izspiešanās tās saimniek galaktikas centrā aug ar tādu pašu ātrumu - jo lielāks ir izspiesums, jo lielāks ir melnais caurums. Tomēr jauns Čandras datu pētījums atklāja divas tuvējās galaktikas ar supermasīviem melnajiem caurumiem, kas aug ātrāk nekā pašas galaktikas.
Milzīga melnā cauruma masa galaktikas centrā parasti ir niecīga - apmēram 0,2 procenti - no masas, kas atrodas spuldzē vai blīvi iesaiņotu zvaigžņu reģionā, kas to ieskauj. Jaunākā Čandras pētījuma mērķiem, galaktikām NGC 4342 un NGC 4291, ir melnie caurumi no 10 līdz 35 reizēm masīvāki, nekā būtu jāsalīdzina ar viņu izliekumiem. Jaunie Chandra novērojumi rāda, ka halogēniem jeb masīvajiem tumšās vielas apvalkiem, kuros atrodas šīs galaktikas, ir liekais svars.
Šis pētījums liek domāt par diviem supermasīvajiem melnajiem caurumiem, un to evolūcija ir saistīta ar to tumšās vielas halogiem un nav izaugusi kopā ar galaktikas izspiešanos. Šajā skatījumā melnajiem caurumiem un tumšās vielas halogiem nav liekā svara, bet kopējā masa galaktikās ir par mazu.
"Tas dod mums vairāk pierādījumu par saikni starp divām noslēpumainākajām un tumšākajām astrofizikas parādībām - melnajiem caurumiem un tumšo vielu - šajās galaktikās," teica Akos Bogdan no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra (CfA) Kembridžā, Masačūsetsā. , kurš vadīja jauno pētījumu.
NGC 4342 un NGC 4291 ir tuvu Zemei kosmiskā izteiksmē 75 un 85 miljonu gaismas gadu attālumā. Astronomi no iepriekšējiem novērojumiem bija zinājuši, ka šajās galaktikās ir melnie caurumi ar salīdzinoši lielu masu, taču nav pārliecināti, kas ir atbildīgs par atšķirībām. Tomēr, pamatojoties uz jaunajiem Chandra novērojumiem, viņi var izslēgt fenomenu, kas pazīstams kā plūdmaiņu novēršana.
Plūdmaiņu noņemšana notiek, kad dažas galaktikas zvaigznes tiek atdalītas gravitācijas ietekmē, cieši saskaroties ar citu galaktiku. Ja šāda plūdmaiņu noņemšana būtu notikusi, haložu lielākoties nebūtu. Tā kā tumšā matērija sniedzas tālāk no galaktikām, tā ir daudz brīvāk piesaistīta tām nekā zvaigznes un, visticamāk, tiks novilkta.
Lai izslēgtu plūdmaiņu noņemšanu, astronomi izmantoja Chandra, lai meklētu pierādījumus par karstu, rentgena starojumu izstarojošu gāzi ap abām galaktikām. Tā kā karstās gāzes spiediens, kas aprēķināts pēc rentgenstaru attēliem, līdzsvaro visas matērijas gravitācijas vilkmi galaktikā, jaunie Chandra dati var sniegt informāciju par tumšās vielas halos. Tika konstatēts, ka karstā gāze ir plaši izplatīta ap NGC 4342 un NGC 4291, kas nozīmē, ka katrā galaktikā ir neparasti masīvs tumšās vielas halogēns un ka plūdmaiņu noņemšana ir maz ticama.
"Šis ir skaidrākais pierādījums tam, ka tuvējā Visumā melnie caurumi aug ātrāk nekā viņu mītnes galaktika," sacīja arī CfA līdzautors Bils Formans. "Nav tā, ka galaktikas būtu apdraudējušas ciešas tikšanās, bet tā vietā tām bija kāda veida arestēta attīstība."
Kā melnā cauruma masa var pieaugt ātrāk nekā tās saimnieka galaktikas zvaigžņu masa? Pētījuma autori norāda, ka ļoti agrīnā vēstures posmā melnais caurums patērē lielu gāzes koncentrāciju, kas lēnām griežas galaktikas centrā. Tas ātri aug, un, pieaugot, palielinās arī gāzu daudzums, ko tā var uzņemt vai norīt, līdz ar enerģijas iegūšanu no uzpūtes. Pēc tam, kad melnais caurums sasniedz kritisko masu, uzliesmojumi, ko nodrošina nepārtraukts gāzes patēriņš, novērš atdzišanu un ierobežo jaunu zvaigžņu veidošanos.
"Iespējams, ka supermasīvais melnais caurums sasniedza dūšīgu izmēru, pirms galaktikā vispār bija daudz zvaigžņu," sacīja Bogdans. "Tās ir nozīmīgas izmaiņas mūsu domāšanas veidā par to, kā galaktikas un melnie caurumi attīstās kopā."
Rezultāti tika prezentēti 11. jūnijā Amerikas Astronomijas biedrības 220. sanāksmē Ankoridžā, Aļaskā. Pētījums ir pieņemts arī publicēšanai The Astrophysical Journal.
