Przejdź do treści

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

img

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.

Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.

Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.

W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źródłem olbrzymiego wybuchu jest ta czarna dziura.

Chociaż czarne dziury słyną z przyciągania materii w swoim kierunku, często wydalają ogromne ilości materii i energii. Dzieje się tak, gdy materia opadająca w kierunku czarnej dziury jest przekierowywana do dżetów, które wystrzeliwują na zewnątrz w przestrzeń kosmiczną i uderzają w otaczającą materię.

Obserwacje Chandra zgłoszone w 2016 r. po raz pierwszy ukazały ślady olbrzymiej eksplozji w gromadzie Ophiuchus. Norbert Werner i jego koledzy zgłosili odkrycie niezwykłego zakrzywionego brzegu w obrazie gromady z Chandry. Zastanawiali się, czy reprezentuje to część ściany wnęki w gorącym gazie wytworzonej przez dżet z supermasywnej czarnej dziury. Jednak zlekceważyli tę możliwość, częściowo dlatego, że czarna dziura potrzebowałaby ogromnej ilość energii, aby stworzyć tak dużą wnękę.

Najnowsze badania zespołu pokazują, że w rzeczywistości miała miejsce potężna eksplozja. Po pierwsze, wykazali, że zakrzywiona krawędź jest również wykrywana przez XMM-Newton, potwierdzając tym samym obserwacje Chandra. Ich kluczowym postępem było wykorzystanie nowych danych radiowych z MWA i danych z archiwum GMRT do wykazania, że zakrzywiona krawędź jest rzeczywiście częścią ściany wnęki, ponieważ graniczy z regionem wypełnionym emisją radiową. Emisja ta pochodzi z elektronów przyspieszanych do prędkości zbliżonych do prędkości światła. Przyspieszenie pochodzi prawdopodobnie od supermasywnej czarnej dziury.

Ilość energii potrzebnej do stworzenia wnęki w Ophiuchus jest około pięć razy większa niż miała poprzednia rekordzistka, MS 0735+74, oraz setki i tysiące razy większa niż typowych gromad.

Wybuch czarnej dziury musiał się zakończyć, ponieważ naukowcy nie widzą wśród danych radiowych żadnych dowodów na obecność dżetów. Wyłączenie to można wyjaśnić danymi z Chandra, które pokazują, że najgęstszy i najchłodniejszy gaz widoczny w promieniach X znajduje się obecnie w innej pozycji od galaktyki centralnej. Gdyby ten gaz odsunął się od galaktyki, pozbawiłby czarną dziurę paliwa niezbędnego dla jej wzrostu, wyłączając dżety.

To przemieszczenie się gazu jest prawdopodobnie spowodowane „rozchlapywaniem” gazu wokół środka gromady. Zwykle połączenie dwóch gromad galaktyk wywołuje takie rozchlapanie, ale tutaj mogło być wywołane eksplozją.

Jedną zagadką jest to, że widoczny jest tylko jeden olbrzymi obszar emisji radiowej, ponieważ układy te zwykle zawierają dwa takie regiony, umieszczone po przeciwnych stronach czarnej dziury. Możliwe, że gaz po drugiej stronie gromady z wnęki jest mniej gęsty, więc emisja radiowa zanikła tam szybciej.

Więcej:
Record-Breaking Explosion by Black Hole Spotted

Discovery of a giant radio fossil in the Ophiuchus galaxy cluster

Źródło: Chandra