Visatos jaunystės šėlionės: supermasyvios juodosios bedugnės išsviedžiama didžiulė – 160 000 šviesmečių ilgio – sraujymė, spinduliuojanti rentgeno spindulius (Video)

• Astronomai aptiko kol kas tolimiausią rentgeno spindulius skleidžiančią juodosios bedugnės sraujymę.
• Šią sraujymę kuria sparčiai auganti supermasyvi juodoji bedugnė, kvazaras, už maždaug 12,7 milijardų šviesmečių nuo Žemės.
• Chandra duomenys rodo, kad sraujymės ilgis ~160 000 šviesmečių, o tai daugiau, nei Paukščių Tako galaktikos skersmuo.
• Tai gali padėti paaiškinti, kaip didžiausios JB susiformavo taip greitai.

Astronomai tolimiausią supermasyvią JB aptiko rentgeno spindulių diapazone, naudodami NASA Chandra rentgeno spindulių observatoriją. Šios sraujymės šaltinis yra kvazaras — greitai auganti supermasyvi JB — pavadinta PSO J352.4034-15.3373 (trumpiau PJ352-15), jaunos galaktikos už 12,7 milijardų šviesmečių centre. Šis rezultatas gali padėti suprasti, kaip didžiausios JB taip greitai susiformavo Visatos istorijos pradžioje.

Straipsnelio viršuje esančioje dailininko iliustracijoje yra kvazaras ir jo sraujymė, kaip PJ352-52. Kairėje apačioje apie supermasyvią JB sukasi medžiagos diskas. Praradusi pakankamai greičio ir energijos, medžiaga gali kristi tolyn, už įvykių horizonto, pavaizduoto, kaip juodas diskas.

Tuo tarpu dalis medžiagos nukreipiama nuo JB kaip siauras spindulys, sraujymė, matoma dešinėje iliustracijos pusėje. Šioms dideli greičiu skriejančioms sraujymėms energiją tiekia magnetiniai laukai, galintys stabdyti diską, nes energija pašalinama iš sistemos. Tai yra vienas iš svarbiausių būdų disko materijai netekti energijos ir taip paspartinti JB augimą.

Paveikslėlio intarpe (aukščiau pavaizduotame visu dydžiu) yra PJ352-15 rentgeno spindulių duomenys iš Chandra (violetiniai) apjumgti su optiniais bei IR duomenimis iš Gemini-North teleskopo ir Keck-I teleskopo atitinkamai. Astronomai PJ352-15 stebėjo tris dienas aštriu Chandra žvilgsniu, tikėdamiesi rentgeno spindulius skleidžiančios sraujymės.

Chandra atskleidė rentgeno spinduliavimą už 160 000 šviesmečių nuo kvazaro drauge su ta pačia kryptimi radijo bangas skleidžiančia sraujyme. Palyginimui, Paukščių Tako skersmuo yra apie 100 000 šviesmečių. Chandra duomenyse sraujymė neatrodo tolydi, tikriausiai todėl, kad per stebėjimui skirtą laiką galima aptikti tik ryškiausią sraujymės dalį.

Aptikti PJ352-15 sraujymės rentgeno spinduliai buvo paskleisti, kai Visatai tebuvo 0,98 mlrd. metų, tai yra mažiau nei dešimtadalis dabartinio amžiaus. Tuo metu po Didžiojo Sprogimo likęs kosminis mikrobangų fonas (KMF) buvo daug intensyvesnis, nei dabar.

Tolyn nuo JB sraujyme beveik šviesos greičiu skriejantys elektronai susiduria su KMF fotonais, padidindami jų energiją iki rentgeno spindulių, kuriuos ir aptiko Chandra. Pagal šį scenarijų, rentgeno spinduliai gerokai paryškėjo, lyginant su radijo bangomis. Tai atitinka stebėjimus, rodančius, kad didelė rentgeno diapazone spinduliuojanti sraujymė neskleidžia susijusių radijo spindulių.

Prieš naujausią PJ352-15 tyrimą, ilgiausia astronomų stebėta sraujymė iš pirmojo milijardo metų po DS, tebuvo ~5 000 šviesmečių ilgio ir atitiko PJ352-15 stebėjimus radijo bangų ruože. Be to, PJ352-15 yra maždaug 300 milijonų šviesmečių toliau, nei tolimiausia lig tol užfiksuota rentgeno spindulių sraujymė.

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
scitechdaily.com

Nuoroda: „Enhanced X-ray Emission from the Most Radio-Powerful Quasar in the Universe's First Billion Years“ by Thomas Connor, Eduardo Bañados, Daniel Stern, Chris Carilli, Andrew Fabian, Emmanuel Momjian, Sofía Rojas-Ruiz, Roberto Decarli, Emanuele Paolo Farina, Chiara Mazzucchelli and Hannah P. Earnshaw, Accepted, The Astrophysical Journal.
arXiv: 2103.03879