5 Minutės
Įsivaizduokite viesulą toks smarkų, kad per sekundes suplėšytų planetą. Dabar padauginkite tai iki kosminio masto. Tokį smurtą astronomai užfiksavo iš kvazaro vadinamo J2318, tai susitelkusi dujų upė, skriejanti į išorę beveik trečdaliu šviesos greičio.
Šaltinis yra supermasyvi juodoji skylė, kurios masė siekia maždaug 1,7 milijardo saulių. Aplink ją šviečiantis akrecijos diskas maitina žvėrį, o medžiagos srautai paleidžiami į kosmosą. Ultravioletinėje šviesoje šis ištekėjimas nustato naują rekordą: greičiausias UV kvazaro vėjas, kada nors matytas, įvertintas maždaug 0,3c.
Trumpas sakinys. Didelė išvada. Kaip dujos gali likti matomos, kai jos skendi pačios juodosios skylės akinamoje radiacijoje? Fotoni, kurie pagreitina srautą, turėtų taip pat nuplėšti elektronus ir ištrinti spektrinius pirštų atspaudus, kuriais astronomai remiasi. Ir vis dėlto J2318 anglies ir silicio jonai išgyvena sprogime.
Ši mįslė yra atradimo šerdis. Ji pirmą kartą buvo pažymėta archyviniuose Sloan Digital Sky Survey spektruose bakalauro studento, turinčio akių neįprastumams. Magistrantė Marianna Veltri pastebėjo neįprastus požymius ir, naudodama bakalauro tyrėjo Zezhou Zhu sukurtus įrankius, komanda gilinosi toliau. Tolimesni stebėjimai Frederick C. Gillett Gemini teleskopu Havajuose patvirtino tai, ką SDSS spektras užuodė: tikrai ekstremalus ultravioletinis ištekėjimas.
Vado mokslininkai iš Yorko universiteto apibūdina vėją, kokio mūsų Žemėje nėra. Lucas Seaton palygino jo greitį su uragano kategorija, dėl kurios mūsų planetos audros atrodo tylios; tai palyginimas, skirtas perteikti mastą, o ne tikslus analogas. Reiškinys priklauso kvazarų šeimai, kompaktiškiems ir intensyviai švytintiems objektams, kuriuos varo medžiagos kritimas į supermasyvią juodąją skylę. Tačiau J2318 stumia fiziką iki jos ribų.
Tai ne tik smalsumo rekordininkas; tai verčia iš naujo permąstyti, kaip radiacijos varomos vėjos veikia aplink ryškiausias juodąsias skyles.
Kodėl tai svarbu ne tik kvazarui? Nes tokie ištekėjimai yra esminė galaktikų evoliucijos istorijos dalis. Galingi vėjai gali įkaitinti ir išstumti dujas iš galaktikos centrinių sričių, uždusindami žvaigždžių formavimąsi ir pernešdami sunkiuosius elementus dideliais atstumais. Galaktikų augimo modeliuose šis vadinamasis aktyvių galaktikų branduolių sugrįžtamasis ryšys yra kertinė sudedamoji dalis. Stebimi atvejai, tokie kaip J2318, padeda pagrįsti šiuos modelius realiais duomenimis.
Daugelis ankstesnių užfiksuotų ypač smarkių srautų buvo rentgeno juostoje, kur kartais pasislėpia dar greitesnės komponentės. Vis dėlto ultravioletinėje šviesoje pamatyti tokį greitį nustebina, nes UV požymiai reikalauja dalinai nuplėštų jonų, o būtent tokias rūšis radiacija turėtų sunaikinti.
Todėl kas galėtų išsaugoti tuos jonus prieš fotonų slėgį, primenantį cunamį? Siūloma kelių idėjų. Tankios kunkuliuojančios dalys, įterptos į labiau jonizuotą vėją, gali veikti kaip skydai ir ištverti antpuolį pakankamai ilgai, kad paliktų UV linijas. Alternatyviai, ištekėjimas gali būti labai struktūruotas, su skirtingo tankio ir jonizacijos sritimis, kurios leidžia trapiems jonams išlikti. Kiekvienas scenarijus pateikia skirtingus stebėjimo prognozes, kurias astronomai tikisi patikrinti ieškodami daugiau pavyzdžių ir modeliuodami dinamiką detaliau.
Padeda ir tai, kad atradimas gimė jungiant archyvinius lobynus ir naujo teleskopo laiką. SDSS pakeitė žvaigždžių ir egztragalaktikos spektroskopiją; išsklaidydamas šviesą į detalius spektrus jis leidžia net ir ne specialistams pastebėti anomalijas. Šiuo atveju pradinė užuomina iš SDSS spektrų buvo lemiama, o Gemini North suteikė ryškesnį patvirtinimą.
Komandos nariai pabrėžia, kad objektai kaip J2318 yra reti. Šimtmečiai teleskopo laiko, suspausti į dešimtmečių trukmės apžvalgas, atnešė stebėtinai mažai analogų. Toks retumas paverčia kiekvieną aptikimą ypač vertingu. Tai taip pat reiškia, kad rasti dar greitesnį ultravioletinį ištekėjimą, jei toks egzistuoja, bus adatą šieno kupetoje primenanti paieška per milžiniškus duomenų rinkinius ir įvairius bangų ilgius.
Tyrėjai, tokie kaip Paola Rodríguez Hidalgo ir Liliana Flores, pabrėžia platesnę reikšmę: šie vėjai gali būti trūkstamas stebimas ryšys tarp juodosios skylės ištroškusio centro ir plačios galaktikos, kurią ji užima. Energija, kurią neša ekstremalūs ištekėjimai, nėra nereikšminga. Ji gali pertvarkyti tarpžvaigždinę dują, nulemti, kur formuojasi žvaigždės, ir net pakeisti galaktikos cheminį mišinį laikui bėgant. Stebėjimas vėjo, judančio 30 procentų šviesos greičio, suteikia teorikams griežtą išbandymą: ar esamos grįžtamojo ryšio formulės gali atkartoti tokius ekstremumus?
Šiame moksle taip pat yra žmogiška istorija: bakalauro ir ankstyvos karjeros tyrėjai atliko lemiamus vaidmenis reiškinį pastebint ir patvirtinant. Tai priminimas, kad viešos apžvalgos ir atviri duomenys toliau demokratizuoja atradimą, suteikdami galimybę aštriems žvilgsniams ir sumaniai programinei įrangai prisidėti prie pažangiausios astrofizikos.
Dabar paieška plečiasi. Komandos peržvelgs tiek artimas sistemas, tiek tolimiausius matomus kvazarus, ieškodamos spektrinių trupinių, žyminčių smurtinius vėjus. Reikės naujų instrumentų, gilesnių apžvalgų ir daugiau kryžminių bangų ilgių stebėjimų, kad susidarytume statistinį vaizdą: kaip dažni yra šie UV greičio demonai, kaip jie siejasi su rentgeno komponentais ir ką jie galiausiai daro savo šeimininkiškoms galaktikoms.
Kol kas J2318 stovi kaip ryškus pavyzdys, kokia ekstremali gali būti Visata ir kiek dar turime sužinoti apie šviesos, materijos ir gravitacijos sąveiką galaktikų centruose.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą