Obserwacje Chandry podważają teorię wzrostu czarnych dziur

Obserwacje Chandry podważają teorię wzrostu czarnych dziur
Obserwacje Chandry podważają teorię wzrostu czarnych dziurOriginal Press Release
Nowe wyniki oparte na obserwacjach pokazanych obok dwóch obiektów podważają dominujące teorie dotyczące wzrostu supermasywnych czarnych dziur w jądrach galaktyk.

Już wcześniejsze obserwacje wykazały, że czarne dziury w tych galaktykach mają wyjątkowo duże masy w porównaniu do masy gwiazd znajdujących się w centralnym zgrubieniu galaktyk. Aby zbadać jak dużo ciemnej materii otacza każdą z galaktyk, Chandra został wykorzystany do zbadania jak dużo zawierają one gorącego gazu. Okazało się, że występuje on w dużych ilościach w obu galaktykach.

Analizując rozkład gorącego gazu, naukowcy byli w stanie sprawdzić, czy galaktyki zostały odchudzone w wyniku porywania gwiazd w trakcie spotkań z innymi galaktykami. Oszacowane ciśnienie gorącego gazu, które musi przeciwstawić się i zrównoważyć grawitację całej materii  galaktyki, wykazało, że wokół każdej z galaktyk muszą znajdować się masywne otoczki ciemnej materii. Ponieważ pływowe oddziaływanie innych galaktyk poważnie uszczupliło by także otoczkę ciemnej materii (która jest luźniej związana z galaktykami niż jej gwiazdy) naukowcy doszli do wniosku, że jest mało prawdopodobne, by w przeszłości galaktyk miały miejsce zbliżenia, w wyniku których galaktyki utraciłyby gwiazdy.

Nowe wyniki bazujące na obserwacjach NGC 4342 i NGC 4291 zdają się kwestionować przyjętą teorię, że czarne dziury w centrach galaktyk rosną wraz z centralnymi zgrubieniami gwiazd, które je otaczają. Badanie wskazuje raczej, że rozwój i masa obu supermasywnych czarnych dziur zdaje się być bardziej związane z ilością i dystrybucją ciemnej materii w każdej z nich. W tym scenariuszu masy czarnych dziur i otoczek ciemnej materii w obu galaktykach są odpowiednie, a to galaktyki wykazują niedowagę, ponieważ powstają niezwykle powoli.

Źródła:

NGC 4342 and NGC 4291: Black Hole Growth Found to be Out of Synch

New results based on the two objects shown here are challenging the prevailing ideas as to how supermassive black holes grow in the centers of galaxies. NGC 4342 and NGC 4291, the two galaxies in the study, are nearby in cosmic terms at distances of 75 million and 85 million light years respectively. In these composite images, X-rays from NASA's Chandra X-ray Observatory are colored blue, while infrared data from the 2MASS project are seen in red.

Astronomers had known from previous observations that these galaxies host black holes with unusually large masses compared to the mass contained in the central bulge of stars. To study the dark matter envelopes contained in each galaxy, Chandra was used to examine their hot gas content, which was found to be widespread in both objects.

By analyzing the distribution of the hot gas, researchers were able to test whether the galaxies had „lost weight” through stars being pulled away during a tidal encounter with another galaxy. Estimates of the pressure of the hot gas, which must balance the gravitational pull of all the matter in the galaxy, showed that massive envelopes of dark matter must exist around each galaxy. Since this tidal stripping would have severely depleted the dark matter, which is more loosely tied to the galaxies than the stars, this process is unlikely to have occurred in either galaxy.

The new results using NGC 4342 and NGC 4291 challenge the long-held idea that black holes at the centers of galaxies always grow in tandem with the bulges of stars that surround them. Rather this study suggests that the two supermassive black holes and their evolution are tied more closely to the amount and distribution of dark matter in each galaxy. In this picture the weights of the black hole and the dark matter envelope in these two galaxies are „normal” and the galaxies are underweight because they formed unusually slowly.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *