Novi dokazi iz NASA-inog Xandri opservatorija Chandra izazovima prevladavaju ideje o tome kako crne rupe rastu u centrima galaksija. Astronomi dugo misle da supermasivna crna rupa i ispupčenje zvijezda u središtu njegove galaksije domaćina rastu jednakom brzinom - što je veća izbočina, veća je crna rupa. Međutim, novo istraživanje podataka Chandra otkrilo je dvije obližnje galaksije s supermasivnim crnim rupama koje rastu brže od samih galaksija.
Masa džinovske crne rupe u središtu galaksije obično je maleni udio - oko 0,2 posto - mase sadržane u ispupčenju, odnosno području gusto zbijenih zvijezda koje ga okružuju. Ciljevi najnovije Chandra studije, galaksije NGC 4342 i NGC 4291, imaju crne rupe 10 puta do 35 puta veće nego što bi trebale biti u usporedbi s njihovim ispupčenjima. Nova promatranja s Chandra pokazuju da su haloi ili masivne ovojnice tamne materije u kojima ove galaksije obitavaju također prekomjerne težine.
Ovo istraživanje sugerira da su dvije supermasivne crne rupe i njihova evolucija vezani za halogene tamne materije i nisu rasli u tandemu s galaktičkim ispupčenjima. Prema ovom pogledu, crne rupe i oreoli tamne materije nemaju prekomjernu težinu, ali je ukupna masa u galaksijama preniska.
"Ovo nam daje više dokaza o povezanosti dvaju najtajanstvenijih i najmračnijih fenomena astrofizike - crne rupe i tamne materije - u ovim galaksijama", rekao je Akos Bogdan iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA) u Cambridgeu, Massachusetts ., koji je vodio novu studiju.
NGC 4342 i NGC 4291 su u kozmičkom pogledu blizu Zemlje, na udaljenosti od 75 milijuna i 85 milijuna svjetlosnih godina. Astronomi su iz ranijih promatranja znali da ove galaksije imaju crne rupe s relativno velikim masama, ali nisu sigurne što je odgovorno za taj nesrazmjer. Međutim, na temelju novih Chandrainih opažanja, oni mogu isključiti fenomen poznat kao plimno skidanje.
Skidanje plima događa se kada neke zvijezde galaksije gravitacijom budu odstranjene tijekom bliskog susreta s drugom galaksijom. Da se dogodilo takvo uklanjanje plime, uglavnom ne bi nedostajali haloi. Budući da se tamna tvar proteže dalje od galaksija, ona je za njih labavije vezana od zvijezda i vjerojatnije je da će ih se povući.
Da bi isključili plimno uklanjanje plime, astronomi su koristili Chandra da potraži dokaze vrućeg plina koji emitira rendgenski zrak oko dviju galaksija. Budući da tlak vrućeg plina - procijenjen iz rendgenskih slika - uravnotežuje gravitacijsko povlačenje cijele materije u galaksiji, novi Chandra podaci mogu pružiti informacije o oreolima tamne materije. Otkriveno je da se vrući plin široko distribuira oko NGC 4342 i NGC 4291, što implicira da svaka galaksija ima neobično masivan oreol tamne materije i da uklanjanje plime nije vjerojatno.
"Ovo je najjasniji dokaz da u obližnjem svemiru crne rupe rastu brže od njihove galaksije domaćina", rekao je koautor Bill Forman, također iz CfA-e. "Nije da su galaksije bile kompromitirane bliskim susretima, već su imali nekakav uhićeni razvoj."
Kako masa crne rupe može rasti brže od zvjezdane mase svoje galaksije domaćina? Autori studije sugeriraju da se velika koncentracija plina lagano okreće u galaktičkom središtu ono je što crna rupa troši vrlo rano u svojoj povijesti. Raste brzo, a kako raste, količina plina koju može nakupiti ili progutati, povećava se zajedno s energijom koja nastaje iz nakupine. Nakon što crna rupa dosegne kritičnu masu, izljevi pogođeni stalnom potrošnjom plina sprječavaju hlađenje i ograničavaju proizvodnju novih zvijezda.
"Moguće je da je supermasivna crna rupa dosegla veliku veličinu prije nego što je u galaksiji bilo mnogo zvijezda", rekao je Bogdan. "To je značajna promjena u našem načinu razmišljanja o tome kako se galaksije i crne rupe razvijaju zajedno."
Rezultati su predstavljeni 11. lipnja na 220. sastanku Američkog astronomskog društva u Anchorageu na Aljasci. Studija je također prihvaćena za objavljivanje u The Astrophysical Journal.
