Znanstvenici su pronašli objašnjenje za pojavu koja godinama prkosi astrofizičkoj logici: kako crna rupa može istovremeno gutati materiju velikom brzinom i izbacivati mlazove plazme koji putuju gotovo brzinom svjetlosti.
Istraživanje objavljeno u The Astrophysical Journal Letters proveli su znanstvenici s japanskog sveučilišta u Tohokiju i gradskog sveučilišta u Nagoyi te ono baca novo svjetlo na okolinu supermasivnih crnih rupa. Prema dosadašnjoj teoriji, kada crna rupa pohlepno usisava okolnu materiju, oko nje se formira hladan i ravan akrecijski disk. Takva struktura trebala bi ugušiti svaki snažan mlaz plazme. No promatranja pokazuju da ta dva fenomena ipak postoje zajedno.
Da bi razriješili tu zagonetku, tim je proveo koordinirana promatranja koristeći podatke rendgenskog svemirskog teleskopa XRISM i nekoliko međunarodnih mreža radioteleskopa. Kombinacija različitih valnih duljina dala je cjelovitu sliku neposredne okoline crne rupe i mlaza koji iz nje izvire.
Meta promatranja bila je aktivna galaksija 3C 120 u zviježđu Bika, dom supermasivne crne rupe poznate po proždrljivosti i snažnom mlazu. Zahvaljujući teleskopu XRISM, istraživači su otkrili emisijsku liniju željeza koja dolazi s diska. Tu liniju iskrivljuju efekti opće relativnosti, što je omogućilo mapiranje strukture diska u blizini crne rupe.
Disk koji se naglo zaustavlja
Promatranja su otkrila neočekivanu strukturu: hladan i ravan akrecijski disk ne proteže se sve do horizonta događaja crne rupe. Naglo se zaustavlja na udaljenosti od otprilike 20 puta polumjera crne rupe.
Izvan te točke disk se pretvara u tok vruće i turbulentne plazme koja doseže temperature od nekoliko stotina milijuna stupnjeva. Upravo u tom pregrijanom području nastaje mlaz. Taj tok plazme predstavlja kariku koja je nedostajala: takvo okruženje omogućuje magnetskim poljima da se nakupljaju i pojačavaju u blizini crne rupe. Ta polja mogu izvući dio rotacijske energije crne rupe i njome pokretati te usmjeravati mlaz plazme brzinom bliskom brzini svjetlosti.
Otkriće je važno jer povezuje dvije pojave koje su dosad djelovale nespojivo. No postavlja se pitanje koje istraživači nisu izravno obradili: ako se disk zaustavlja na 20 polumjera, što se događa u prostoru između te granice i samog horizonta događaja? Je li riječ o univerzalnom mehanizmu koji vrijedi za sve supermasivne crne rupe ili je 3C 120 poseban slučaj?
Odgovor na to pitanje zahtijevao bi sustavna promatranja većeg broja aktivnih galaksija istom kombinacijom instrumenata. Tek tada bi se moglo ustvrditi je li riječ o općem zakonu fizike akrecijskih diskova ili o lokalnoj posebnosti.
Za sada ostaje činjenica da su japanski znanstvenici pokazali kako se iza prividnog paradoksa krije mjerljiva struktura, a ne anomalija. To je korak koji astrofizici daje konkretan instrument za daljnje istraživanje, umjesto nagađanja o tome što se događa u neposrednoj blizini najekstremnijih objekata u svemiru.
0 komentara
Još nema komentara. Budite prvi.