Iz NASA-inog priopćenja:
Nova studija NASA-inog rendgenskog opservatorija Chandra govori znanstvenicima koliko često su najveće crne rupe aktivne u posljednjih nekoliko milijardi godina. Ovo otkriće pojašnjava kako rastu supermasivne crne rupe i mogu imati posljedice na to kako će se divovska crna rupa u središtu Mliječnog puta ponašati u budućnosti.
Smatra se da većina galaksija, uključujući i našu, sadrži supermasivne crne rupe u njihovim središtima, s masama u rasponu od milijuna do milijardi milijardi mase Sunca. Iz potpuno nerazumljivih razloga, astronomi su otkrili da ove crne rupe pokazuju širok raspon aktivnosti: od uspavanog do samo letargičnog do praktički hiper.
Najživahnije supermasivne crne rupe proizvode ono što se naziva „aktivnim galaktičkim jezgrama“ ili AGN povlačenjem velikih količina plina. Taj se plin zagrijava kako pada, tako i sjajno svijetli u rendgenskom svjetlu.
„Otkrili smo da samo oko jedan posto galaksija s masama sličnim Mliječnom putu sadrže supermasivne crne rupe u njihovoj najaktivnijoj fazi“, rekao je Daryl Haggard sa Sveučilišta u Washingtonu u Seattleu, WA, i Sveučilišta Northwestern u Evanstonu, IL , koji je vodio studiju. „Pokušaj shvatiti koliko je tih crnih rupa aktivno u bilo kojem trenutku važno je za razumijevanje kako crne rupe rastu u galaksijama i kako na taj rast utječe njihovo okruženje.“
Ovo istraživanje uključuje istraživanje nazvano Chandra Multiwavelength Project, ili ChaMP, koje obuhvaća 30 kvadratnih stupnjeva na nebu, najveće područje neba u bilo kojem Chandra istraživanju do sada. Kombinirajući Chandrove rendgenske snimke s optičkim slikama Sloan Digital Sky Survey, analizirano je oko 100 000 galaksija. Od toga je oko 1.600 bilo rendgensko svijetlo, što je signaliziralo moguću AGN aktivnost.
Samo galaksije na 1,6 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje mogu se smisleno usporediti s Mliječnim putem, mada su proučavane i galaksije udaljene čak 6,3 milijarde svjetlosnih godina. Uključene su primarno izolirane ili „poljane“ galaksije, a ne galaksije u klasterima ili skupinama.
"Ovo je prvo izravno određivanje udjela poljskih galaksija u lokalnom Svemiru koji sadrže aktivne supermasivne crne rupe", rekao je koautor Paul Green iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku u Cambridgeu, MA. "Želimo znati koliko često ove ogromne crne rupe rasplamsaju, od kada one prođu kroz veliki porast rasta."
Ključni cilj astronoma je razumjeti kako je aktivnost AGN utjecala na rast galaksija. Upečatljiva povezanost mase ogromnih crnih rupa i mase središnjih područja njihove galaksije domaćina sugerira da su rast supermasivne crne rupe i njihove galaksije domaćini snažno povezani. Određivanje frakcije AGN-a u lokalnom Svemiru ključno je za pomaganje u modeliranju ovog paralelnog rasta.
Jedan rezultat ove studije je da udio galaksija koji sadrže AGN ovisi o masi galaksije. Najmasovnije galaksije imaju najveću vjerojatnost da će ugostiti AGN, dok galaksije koje su samo oko desetine veće kao Mliječni put imaju oko deset puta manje šanse da sadrže AGN.
Drugi rezultat je da se postepeno smanjenje frakcije AGN-a uočava s kozmičkim vremenom od Velikog praska, što potvrđuje rad drugog. To znači da se ili opskrba gorivom ili mehanizam za punjenje crnih rupa mijenja s vremenom.
Studija također ima važne implikacije za razumijevanje kako susjedstva galaksija utječu na rast njihovih crnih rupa, jer je utvrđeno da je AGN frakcija za terenske galaksije nerazdvojna od one za galaksije u gustim klasterima.
"Čini se da su stvarno aktivne crne rupe rijetke, ali nisu antisocijalne", rekao je Haggard. "Ovo je iznenadilo neke, ali moglo bi pružiti važne tragove o utjecaju okoliša na rast crnih rupa."
Moguće je da se frakcija AGN razvija s kozmičkim vremenom i u klasterima i u polju, ali različitim brzinama. Ako bi se AGN frakcija u klasterima pokrenula više nego za poljske galaksije - kao što neki rezultati nagovještavaju - ali se onda brže smanjivala, u nekom bi trenutku frakcija klastera bila približno jednaka frakciji polja. Ovo može objasniti što se vidi u lokalnom Svemiru.
Mliječni put sadrži supermasiranu crnu rupu poznatu kao Strijelac A * (ukratko Sgr A *). Iako su astronomi bili svjedoci nekih aktivnosti Sgr A * koji su koristili Chandra i druge teleskope tijekom godina, to je bilo na vrlo niskoj razini. Ako Mliječni put slijedi trendove uočene u ChaMP istraživanju, Sgr A * bi trebao biti oko milijardu puta svjetliji na X-zrakama za otprilike 1% preostalog životnog vijeka Sunca. Takva je aktivnost vjerojatno mnogo češća u dalekoj prošlosti.
Da je Sgr A * postao AGN, to ne bi predstavljalo prijetnju životu ovdje na Zemlji, ali bi donijelo spektakularnu emisiju na rendgenskim i radio valnim duljinama. Međutim, bilo koji planet koji je mnogo bliži središtu Galaksije, ili izravno u liniji vatre, dobio bi velike i potencijalno štetne količine zračenja.
Ti su rezultati objavljeni u časopisu Astrophysical Journal za 10. studeni. Ostali koautori u radu bili su Scott Anderson sa Sveučilišta u Washingtonu, Anca Constantin sa sveučilišta James Madison, Tom Aldcroft i Dong-Woo Kim s Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku i Wayne Barkhouse sa sveučilišta u Sjevernoj Dakoti.
