Tajemnica korony wokół supermasywnych czarnych dziur się pogłębia

Naukowcy z RIKEN wykorzystali obserwacje z ALMA do pomiaru siły pól magnetycznych w pobliżu dwóch supermasywnych czarnych dziur w centrum ważnej grupy aktywnych galaktyk. Zaskakujące jest to, że siły pól magnetycznych wydają się niewystarczające do zasilania koron, obłoków przegrzanej plazmy, które są obserwowane wokół czarnych dziur w centrach tych galaktyk.

Od dawna wiadomo, że supermasywne czarne dziury, które znajdują się w centrach galaktyk, czasami przewyższające blaskiem swoje macierzyste galaktyki, są otoczone koroną przegrzanej plazmy, tak jak Słońce. W przypadku czarnych dziur korony te mogą być podgrzane do fenomenalnej temperatury sięgającej miliarda stopni Celsjusza. Od dawna zakładano, że, podobnie jak Słońce, korony były ogrzewane energią pola magnetycznego. Jednak, owe pola nigdy nie zostały zmierzone, pozostawiając niepewność dotyczącą ich dokładnego mechanizmu.

W artykule opublikowanym w 2014 r. grupa naukowców przewidziała, że elektrony w plazmie otaczającej czarne dziury emitują specjalny rodzaj światła, znanego jako promieniowanie synchrotronowe, ponieważ istnieją w koronach razem z siłami magnetycznymi. Konkretnie promieniowanie to byłoby w paśmie radiowym, co oznacza światło o bardzo dużej długości fali i niskiej częstotliwości. Grupa postanowiła zmierzyć te pola.

Postanowili przyjrzeć się danym z dwóch „pobliskich” – w skali astronomicznej – aktywnych jąder galaktycznych – IC 4329A, oddalonego o około 200 mln lat świetlnych, oraz NGC 985, oddalonej o około 580 mln lat świetlnych stąd. Rozpoczęto od pomiarów z obserwatorium ALMA w Chile, a następnie porównano je z obserwacjami z dwóch innych radioteleskopów: obserwatorium VLA w USA oraz ATCA w Australii, które badają nieco inne pasma; i rzeczywiście wykryli nadmiar promieniowania radiowego pochodzącego od promieniowania synchrotronowego, oprócz emisji z dżetów od czarnych dziur.

Dzięki obserwacjom, zespół wywnioskował, że korona ma rozmiar około 40 promieni Schwartzchilda i siłę około 10 gaussów, czyli postać, która jest nieco większa, niż pole magnetyczne na powierzchni Ziemi i mniejsza, niż w typowym magnesie na lodówkę.

Zaskoczeniem jest to, że chociaż potwierdzili emisję radiowego promieniowania synchrotronowego z korony w obu obiektach, okazuje się, że pole mierzonego pola magnetycznego jest zbyt słabe, aby być w stanie napędzać intensywne ogrzewanie korony wokół tych czarnych dziur. To samo zjawisko zostało zaobserwowane w obu galaktykach, co sugeruje, że może być ono powszechne.

Patrząc w przyszłość, grupa planuje szukać oznak silnych promieni gamma, które powinny towarzyszyć emisjom radiowym, aby lepiej zrozumieć, co dzieje się w bliskim otoczeniu supermasywnych czarnych dziur.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
ALMA

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.