Niektóre galaktyki zawierają podwójne supermasywne czarne dziury

Blazary zajmują intrygujące miejsce w kosmicznym zoo. Są jasnymi aktywnymi jądrami galaktycznymi (AGN), które wyrzucają promieniowanie kosmiczne, są jasne w emisji radiowej i mają ogromne dżety materii poruszające się w naszym kierunku z prędkością bliską prędkości światła. Dla niektórych blazarów ich dżety wyglądają na zakrzywione i kręte, a astronomowie mają pytania.

Czy apetyt centralnej czarnej blazara wpływa na dżety? Czy istnieje jakaś wewnętrzna aktywność w dysku akrecyjnym, która powoduje zmienność jasności? A może chodzi tu o coś innego? Według Silke Britzen z Max Planck Institute for Radio Astronomy w Niemczech, może to być bardziej interesujące niż jedna czarna dziura (lub jej dysk akrecyjny) robiąca swoje.

Przedstawiamy dowody i omawiamy możliwość, że to precesja źródła dżetu, spowodowana albo przez supermasywną czarną dziurę podwójną u stóp dżetu, albo – co mniej prawdopodobne – przez zakrzywiony dysk akrecyjny wokół pojedynczej czarnej, jest odpowiedzialna za obserwowaną zmienność.mówi Britzen z Max Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn - Niemcy.

Galaktyka z dwiema czarnymi
Pomysł precesyjnego zakrzywionego dysku akrecyjnego wokół jednej supermasywnej czarnej dziury jest interesujący, ponieważ ruch ten może wpływać na dżety. Odgrywa również rolę w tych okresowych zmianach jasności. Efekt ten pojawia się również w innych galaktykach. Ale co jeszcze może spowodować precesję? Britzen i zespół zbadali obiekt o nazwie OJ 287, aby sprawdzić, czy może on dać jakieś wskazówki. Wydaje się, że ma dwie czarne dziury – zasadniczo układ podwójny czarnej dziury – w swoim jądrze. Badania tej galaktyki i 12 innych AGNS doprowadziły do wniosku, że krzywizna dżetów może dostarczyć dymiącej wskazówki co do istnienia układów podwójnych czarnych dziur w jądrach galaktyk.

Jak miałoby to działać? To skomplikowane, ale zasadniczo mamy dwie czarne wykonujące orbitalny taniec w centrum galaktyki. Jedna czarna emituje dżet, a wpływ grawitacyjny drugiej wpływa na wygląd i zachowanie dżetu. Według Michała Zajacka, który jest współautorem badania z Britzenem, pomaga to wyjaśnić wygląd odrzutowca.

Fizyka dysków akrecyjnych i dżetów jest dość złożona, ale ich kinematykę masową można porównać do prostych żyroskopów. Jeśli wywierasz zewnętrzny moment obrotowy na dysk akrecyjny, na przykład przez orbitującą wtórną czarną dziurę, będzie on precesował i nutował, a wraz z nim również dżet, podobny do osi obrotu Ziemi, na którą wpływają Księżyc i Słońce.powiedział.
Namagnesowany dżet radiowy (żółty), precesja spowodowana parą supermasywnych czarnych. Większy jest (czarny) w centrum dysku akrecyjnego. Zawiera cieplejszy (niebieski) i chłodniejszy (czerwony) gaz. Biała strzałka wskazuje spin większej czarnej. Druga czarna krąży (pomarańczowo) wokół centralnej supermasywnej czarnej, a pomarańczowa strzałka pokazuje orientację jej orbitalnego momentu pędu. Z powodu niewspółosiowości moment obrotowy z wtórnego napędza precesję dysku akrecyjnego, a także wystrzelony strumień (zielone kółko i strzałki). Białe zakrzywione linie wskazują emisję fal radiowych. Dzięki uprzejmości: Michal Zaja?ek/UTFA MUNI

Poszukiwanie układów podwójnych czarnych
Jeśli tak jest w przypadku innych blazarów, meandrujący dżet i zmienność jasności mogą być wskazówką, której astronomowie potrzebują, aby zbadać inne układy podwójne czarnych. Znalezienie czarnych dziur nie jest łatwym zadaniem, mimo że same AGNS są jasne, według Britzena.

Wciąż brakuje nam wystarczającej rozdzielczości, aby bezpośrednio zbadać istnienie supermasywnych układów podwójnych czarnych. Ale precesja dżetów wydaje się dostarczać najlepszej sygnatury tych obiektów, których istnienia oczekuje nie tylko społeczność czarnych / AGN, ale także społeczność fal grawitacyjnych / pulsarów, która niedawno opublikowała dowody na istnienie kosmicznego tła grawitacyjnego z powodu fal grawitacyjnych emitowanych przez łączenie się masywnych czarnych dziur w historii kosmosu.powiedziała.

Britzen i współpracownicy badali OJ 287 i inne znaczące AGNy za pomocą obserwacji radiowych, ponieważ obiekty te są jasnymi źródłami radiowymi. W badaniach o wysokiej rozdzielczości wykorzystano techniki bardzo długiej bazowej interferometrii radiowej (VLBI). To połączyło kilka teleskopów na duże odległości, aby skupić się na bardzo odległych jądrach galaktyk. Jest to ta sama technika, która pozwoliła Teleskopowi Horyzontu Zdarzeń (EHT) po raz pierwszy zobrazować cień czarnej, obserwując czarną dziurę o masie 6,5 miliarda mas Słońca w galaktyce M87.

Zespół modelował również precesję dżetów oraz czynnik zwany nutacją. Jest to okresowa zmiana osi nachylenia odrzutowca. Pomyśl o tym jako o lekkim kołysaniu lub kołysaniu się, gdy precesje strumienia. Ta nutacja była również wskazówką wskazującą na możliwe istnienie drugiej czarnej dziury. Zespół zastosował model do odrzutowca OJ 287.

Co dalej?
Wynik wydaje się silnie wskazywać na działanie układu podwójnego czarnej w sercu tego i innych AGNS. Dymiące pistolety to faliste dysze i zmienność jasności.

Zmienność Blazara w wielu galaktykach może mieć głównie nie charakter stochastyczny, ale deterministyczny. Fascynujące jest rozkodowanie wewnętrznego działania tej maszynerii czarnej za pomocą badań zmienności.mówi Britzen.

Britzen i zespół mają nadzieję, że ta praca doprowadzi do dalszych badań blazarów. Sugerują w swoim artykule, że inni będą kontynuować długoterminowe obserwacje VLBI i badania rozkładu energii widmowej światła z tych obiektów i ich dżetów.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową