Jameso Webbo kosminis teleskopas patvirtina 1-ąją „pabėgusią“ supermasyvią juodąją skylę, skriejančią per „Kosminės pelėdos“ galaktikas 2,2 mln. mylių per valandą greičiu: „Tai glumina protą!
admin 
Naudodami James Webb kosminį teleskopą (JWST) astronomai padarė tikrai neįtikėtiną atradimą: išbėgusią juodąją skylę, 10 milijonų kartų didesnę už saulę, kosmosu skriejančią stulbinančiu 2,2 milijono mylių per valandą (1000 kilometrų per sekundę) greičiu.
Tai ne tik paverčia pirmąja patvirtinta išbėgusia supermasyvia juodąja skyle, bet ir yra vienas greičiausiai judančių kada nors aptiktų kūnų, skriejančių per savo namus, galaktikų porą, pavadintą „Kosminė pelėda„, 3000 kartų didesniu nei garso greitis jūros lygiu čia, Žemėje. Jei tai nėra pakankamai stulbina, juodoji skylė stumia į priekį pažodinį galaktikos dydžio materijos „smūgį” priešais save, tuo pat metu vilkdama už savęs 200 000 šviesmečių ilgio uodegą, kurioje susidaro dujos ir kaupiasi.
Supermasyvios juodosios skylėskurios gali pasiekti milijardus kartų didesnę masę nei saulė, paprastai randamos jų namų galaktikų širdyse, kuriose jos dominuoja dėl savo didžiulės gravitacijos. Neįtikėtinas šios supermasyvios juodosios skylės greitis reiškia, kad ji yra maždaug 230 000 šviesmečių nuo jos atsiradimo vietos.
„Tai vienintelė juodoji skylė, rasta toli nuo buvusių namų“, – sakė van Dokkumas. „Dėl to jis tapo geriausiu kandidatu į pabėgusią supermasyvią juodąją skylę, tačiau trūko patvirtinimo. Viskas, ką mes iš tikrųjų turėjome, buvo serija, kurią buvo sunku paaiškinti kitaip. Su JWST patvirtinome, kad jos gale tikrai yra juodoji skylė ir kad ji sparčiai tolsta nuo buvusios šeimininkės.
Kaip atpažinti pabėgusį
Ši dabar patvirtinta, kad buvo pabėgusi supermasyvi juodoji skylė pirmą kartą nustatė van Dokkum ir jo kolegos 2023 m., naudojant Hablo kosminis teleskopas, kuris pastebėjo tai, kas atrodė kaip didžiulio kūno, einančio per erdvę. Žinoma, kaip ir visas juodąsias skyles, šį pabėgėlį riboja vienpusis šviesą gaudantis paviršius, vadinamas įvykių horizontu, todėl jį sunku pastebėti.
„Juodoji skylė yra juoda, ir ją labai sunku aptikti, kai ji juda tuščia erdve. Priežastis, kodėl mes pastebėjome objektą, yra dėl poveikio, kurį juodosios skylės praėjimas daro aplinkai: dabar žinome, kad ji sukelia smūgio bangą pro judančias dujas, o mes matome būtent šią smūgio bangą ir smūgio bangą už juodosios skylės”, – sakėme. „Su JWST mes atradome didžiulį dujų poslinkį pabudimo gale, kur juodoji skylė stumiasi prieš jį. Šoko ženklai yra visiškai aiškūs ir nėra jokių abejonių, kas čia vyksta.” Dujos stumiamos į šoną nuo supermasyvios juodosios skylės šimtų tūkstančių mylių per valandą (šimtų kilometrų per sekundę) greičiu – tai dinaminis požymis, kurį komanda matė naudodama JWST.
„Išstumtų dujų greitis yra tiesiogiai susijęs su juodosios skylės greičiu, todėl mes nustatėme juodosios skylės greitį iš JWST duomenų”, – sakė van Dokkum. „Jis juda maždaug 1000 km per sekundę greičiu, greičiau nei bet kuris kitas objektas visatoje. Būtent toks didelis greitis leido juodajai skylei pabėgti nuo gravitacinės jėgos, kuri buvo buvusioje vietoje.”
Kaip supermasyvi juodoji skylė „apgauna“?
Van Dokkum paaiškino, kad dėl dviejų galimų mechanizmų supermasyvi juodoji skylė gali būti išstumta iš jos pačios galaktikos širdies. Abu scenarijai prasideda, kai susiduria dvi galaktikos ir pradeda susilieti, kiekviena į kosmosą sutriuškindama savo supermasyvią juodąją skylę. Abu mechanizmai įsijungia, kai supermasyvios juodosios skylės pasiekia naujai suformuotos galaktikos centrą.
„Pirmasis mechanizmas yra tai, kad dvi juodosios skylės susilieja viena su kita, o susijungimo metu išsiskirianti gravitacinė spinduliuotė (gravitacinės bangos) suteikia galingą spyrį naujai susidariusiai juodajai skylei. Toks smūgis gali pasiekti 1000 km/s greitį, kurio pakaktų išstumti juodąją skylę”, – sakė van Dokkumas. „Antrasis yra trijų kūnų sąveika. Tai atsitinka, kai viena iš dviejų galaktikų turėjo porą dvejetainės juodosios skylės jos centre. Kai trečioji juodoji skylė patenka į dvejetainę sistemą, ji tampa nestabili ir viena iš trijų juodųjų skylių bus pašalinta iš sistemos.
Grupė mano, kad šiuo atveju tai yra pirmasis scenarijus, kuris paaiškina išbėgusią supermasyvią juodąją skylę. Tai lemtų, kad galaktikos centre nėra supermasyvios juodosios skylės, kuri, anot van Dokkum, greičiausiai nepaveiks šią galaktiką. Tačiau ši pabėgusi supermasyvi juodoji skylė gali turėti didžiulį poveikį bet kuriai kitai galaktikai, su kuria susiduria raketomis kosmose.
„Susitikimas su kita galaktika būtų gana įspūdingas, daugiausia dėl didžiulės, galaktikos dydžio smūgio bangos, kuri yra prieš juodąją skylę“, – tęsė van Dokkumas. „Kai ši smūginė banga susidurs su tankiomis kitos galaktikos dujomis, ji suspaustų ir sukrėstų tas dujas ir greičiausiai susidarytų daug naujų žvaigždžių. Tai būtų puikus pasirodymas!”
Laimei, dviejų žiedų galaktikos, sudarančios Kosminę pelėdą, yra maždaug už 9 milijardų šviesmečių, o tai reiškia, kad net jei šis pabėgęs kosminis titanas būtų pas mus, mums niekada nereikės jaudintis, kad jis mus pasieks.
Galaktikų susijungimai yra dažni, įvyksta kelis kartus per vienos galaktikos gyvavimo laiką. Tai reiškia, kad išmestos supermasyvios juodosios skylės taip pat gali būti gana dažnos, nors gyventojų skaičius skiriasi priklausomai nuo to, kaip modeliuojami šie susidūrimai.
„Galaktikos gyvenime dažnai susilieja; kiekviena Paukščių Tako dydžio ir masės galaktika per savo gyvenimą patyrė keletą. Taigi juodosios skylės dvejetainiai turėtų formuotis gana reguliariai. Mes nežinome, kaip greitai šios dvinarės susilieja, jei iš viso susilieja, ir kaip dažnai dėl to atsirandantis smūgis pašalina juodąją skylę”, – sakė van Dokkum. „Mano požiūris yra empirinis: dabar, kai žinome, kaip jų ieškoti, galime rasti ir kitų pavyzdžių – tada galėsime atsakyti į klausimą tiesiai iš duomenų, skaičiuodami pabėgimų skaičių. Svarbiausia, kad juodųjų skylių pabėgimai iki šiol gyveno tik teorijos sferoje.
„Viskas apie šį tyrimą mane nustebino! Niekada nesitikėjau pamatyti tokio dalyko, o patvirtinti tai naudojant JWST buvo tiesiog neįtikėtina”, – sakė van Dokkum. „Taip pat neįvertinome, kokį poveikį šios išbėgančios juodosios skylės daro dujoms, kuriomis jos juda. Po to iš smūgiuotų dujų susiformavo daug naujų žvaigždžių, maždaug 100 milijonų kartų didesnės už saulės masę. Toks žvaigždžių formavimosi būdas anksčiau nebuvo žinomas ir veda į žvaigždžių pėdsaką, esantį toli nuo galaktikos, atrodytų, susiformavusių tuščioje erdvėje.
Jeilio universiteto mokslininkas paaiškino, kad kitas akivaizdus komandos žingsnis bus ieškoti daugiau kilimo ir tūpimo tako juodųjų skylių pavyzdžių.
„Jums reikia vaizdų iš kosmoso, kad juos pamatytumėte: pabudimas mums atrodė toks plonas, o antžeminiuose vaizduose jis būtų neatpažįstamai susiliejęs“, – paaiškino van Dokkumas. „Laimei, plataus lauko Hablo kokybės vaizdavimas yra visai šalia, dėka Romos kosminio teleskopo ir, šiek tiek neryškesnio, Euklido. Mašininio mokymosi algoritmų naudojimas siekiant rasti plonus romėnų duomenų ruožus bus puikus projektas!”
Grupės tyrimas buvo pateiktas „The Astrophysical Journal Letters“ ir šiuo metu yra prieinamas kaip iš anksto recenzuotas dokumentas apie arXiv.
