Potężny wyrzut materii z okolic czarnej dziury. Zupełnie jak na Słońcu
Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez astronomów z instytutu SRON zarejestrował w centrum galaktyki NGC 3783 gwałtowny wyrzut gazu z dysku akrecyjnego wokół czarnej dziury. Wyrzucony z dysku strumień gazu osiągnął prędkość rzędu 20 proc. prędkości światła.
Rozbłysk w otoczeniu czarnej dziury
Astronomowie przez 10 dni nieprzerwanie śledzili galaktykę NGC 3783 przede wszystkim za pomocą teleskopu kosmicznego XRISM. W tym czasie odnotowali wahania jasności w miękkim paśmie promieniowania rentgenowskiego, w tym trwający trzy dni epizod rozjaśnienia. Równolegle doszło do wyjątkowego zjawiska: jednoczesnego wyrzutu gazu z dysku akrecyjnego supermasywnej czarnej dziury.
Kluczowy pomiar dotyczył prędkości materii. Zespół zarejestrował przyspieszenie strumienia do ok. 60 tys. km/s, czyli ok. 20 proc. prędkości światła. Jest to pierwszy raz, gdy tak szybka emisja została jasno powiązana z trwającym wybuchem w zakresie promieniowania X i obserwowana była w tak długiej, ciągłej kampanii XRISM.
Badacze ustalili, że źródło gazu znajduje się w obszarze oddalonym o ok. pięćdziesięciokrotność rozmiaru czarnej dziury. W miejscu tym grawitacja i pola magnetyczne oddziałują w skrajnych warunkach, sprzyjając nagłym rekonfiguracjom magnetycznym. Taki scenariusz dobrze tłumaczy równoczesność rozbłysku w X i wyrzutu materii.
Według autorów opracowania przypadek ten stanowił wyjątkową szansę zbadania mechanizmu tak ultraszybkich strumieni gazu. Dane sugerują, że przyspieszenie wypływu napędzały w tym przypadku oddziaływania magnetyczne, podobne do koronalnych wyrzutów masy na słońcu. Autorzy przeciwstawiają to popularnym modelom, które akcentują presję promieniowania i ekstremalne grzanie gazu.
Porównanie z aktywnością słoneczną działa tu jak skala zjawiska. Koronalne wyrzuty masy na słońcu to gorące plazmowe obłoki, ale analogiczne procesy w pobliżu supermasywnej czarnej dziury są liczbowo znacznie potężniejsze. Według badaczy przypadek galaktyki NGC 3783 pokazuje, że magnetyczna rekoneksja może być kluczowym napędem wypływów w aktywnych jądrach galaktyk.
Znaczenie odkrycia wykracza poza sam obiekt. Takie wypływy to forma astronomicznego „sprzężenia zwrotnego”, która wpływa na gaz i gwiazdy wokół jądra galaktyki. Kampanię obserwacyjną w tym przypadku prowadził XRISM przy wsparciu sześciu misji: XMM-Newton, NuSTAR, Hubble, Chandra, Swift i NICER.
