Zašto se oblaci stvaraju u blizini crnih rupa

Raznobojna područja na crnoj pozadini i nejasni tamni prsten sa jarkim svjetlom koje svijetli iz njegovog središta.

Koncept ovog umjetnika prikazuje kvazar, vrstu aktivne galaktičke jezgre, okruženu prašnjavim oblikom krafne (torus) i nakupinama zvanim 'oblaci'. Ovi oblaci počinju mali, ali se mogu proširiti na više od 1parsec(3.3svjetlosne godine) širok. U ovom dijagramu, oblaci su najmanje 1 parsek od torusa. Slika preko Nime Abkenar/NASA.


Preko NASA-e

Jednom kada napustite veličanstveno nebo Zemlje, riječoblakviše ne znači bijelu strukturu pahuljastog izgleda koja proizvodi kišu. Umjesto toga, oblaci u širem svemiru su grudasta područja veće gustoće od njihove okoline.


Svemirski teleskopi promatrali su ove kozmičke oblake u blizini supermasivaCrne rupe, ti tajanstveni gusti objekti iz kojih svjetlost ne može pobjeći, s masama ekvivalentnim više od 100.000 sunaca. U središtu gotovo svake galaksije postoji supermasivna crna rupa, a zove se anaktivna galaktička jezgra(AGN) ako guta puno plina i prašine iz svoje okoline. Najsvjetlija vrsta AGN naziva se akvazar. Dok se sama crna rupa ne može vidjeti, njezina blizina sjaji iznimno sjajno dok se materija razdire blizu horizonta događaja, svoje točke bez povratka.

Ali crne rupe nisu uistinu poput usisavača; ne usisavaju samo sve što im se previše približi. Dok će neki materijal oko crne rupe pasti izravno unutra, da se više nikada neće vidjeti, dio obližnjeg plina će biti izbačen prema van, stvarajući ljusku koja se širi tijekom tisuća godina. To je zato što područje u blizinihorizont događaja– prag oko crne rupe gdje brzina bijega premašuje brzinu svjetlosti – izuzetno je energičan; visokoenergetsko zračenje brzih čestica oko crne rupe može izbaciti značajnu količinu plina u prostranstvo svemira.

Znanstvenici bi očekivali da će taj odljev plina biti nesmetan. Umjesto toga, grudast je, proteže se znatno dalje od 1parsec(3.3svjetlosne godine) iz crne rupe. Svaki oblak počinje mali, ali se može proširiti na širinu više od 1 parsec – i čak bi mogao pokriti udaljenost između Zemlje i najbliže zvijezde iza Sunca,Proxima Centauri.

astrofizičarDaniel Progana Sveučilištu Nevada, Las Vegas, ove nakupine uspoređuje sa skupinama automobila koji čekaju na rampi autoceste sa stop svjetlima dizajniranim da reguliraju priljev novog prometa. On je rekao:




S vremena na vrijeme imate hrpu automobila.

Što objašnjava ove nakupine u dubokom svemiru? Proga i kolege imaju novi računalni model koji predstavlja moguće rješenje ove misterije,Objavljeno21. travnja 2020. godine urecenzirano Astrophysical Journal Letters. Znanost sugerira da iznimno intenzivna toplina u blizini supermasivne crne rupe može omogućiti da plin vrlo brzo teče prema van, ali na način koji također može dovesti do stvaranja nakupina. Ako plin ubrzava prebrzo, neće se dovoljno ohladiti da bi se stvorile grudice. Računalni model uzima u obzir te čimbenike i predlaže mehanizam da plin putuje daleko, ali i da se skupi. Progarekao je:

Blizu vanjskog ruba ljuske postoji poremećaj koji čini gustoću plina malo nižom nego što je bila. Zbog toga se ovaj plin zagrijava vrlo učinkovito. Hladni plin se time izvlači van.

Ovaj fenomen je donekle poput uzgona zbog kojeg baloni na vrući zrak plutaju. Zagrijani zrak unutar balona je lakši od hladnijeg zraka izvana, a ta razlika gustoće čini da se balon diže.


Doktorand Sveučilišta u NevadiRandall Dannenvodio studiju. Dannen je rekao:

Ovaj rad je važan jer su astronomi uvijek trebali postaviti oblake na određeno mjesto i brzinu kako bi odgovarali opažanjima koja vidimo iz AGN-a. Nisu se često bavili specifičnostima kako su se oblaci uopće formirali, a naš rad nudi potencijalno objašnjenje za nastanak tih oblaka.

Ovaj model gleda samo na plinsku školjku, a ne na disk materijala koji se vrti oko crne rupe koja ga hrani. Sljedeći korak istraživača je ispitati da li protok plina potječe iz samog diska. Također su zainteresirani za rješavanje misterije zašto se neki oblaci kreću iznimno brzo, reda veličine 20 milijuna milja na sat (10.000 kilometara u sekundi).

Zaključak: Nova studija proučava kako nastaju kozmički oblaci u blizini crnih rupa.


Izvor: Clumpy AGN Outflows zbog toplinske nestabilnosti