V kupě galaxií v Ophiuchu astronomové zaznamenali největší explozi ve vesmíru, která sestávala z energie odpovídající miliardě supernov, když vytvořila bublinu o šířce 1,5 milionu světelných let.
Výbuch, který vycházel ze supermasivní černé díry a popřel dosavadní modely kup galaxií, může pomoci k jejich poznání. Termín je metaforický, protože Velký třesk nebyl výbuchem v tradičním slova smyslu, ale vznikem vesmíru, jak ho známe.
Exploze v souhvězdí Ophiuchus otřásla vesmírem
NGC 6170 neboli kupa galaxií v Ophiuchu je mohutná galaktická kupa, která se nachází ve vzdálenosti zhruba 390 milionů světelných let a patří k největším a nejlépe prozkoumaným ve vesmíru. Jedná se o supermasivní černou díru v srdci galaxie, která byla zodpovědná za obrovský výbuch.
Tato exploze uvolnila neuvěřitelné množství energie, zhruba miliardkrát více než průměrná supernova. V blízkém mezigalaktickém plynu vyryla mohutnou dutinu a vytvořila bublinu vzdálenou více než 1,5 milionu světelných let.
Tato exploze by se rozprostřela na šířku 15 galaxií Mléčné dráhy od hlavy až k ocasu. Toto zjištění přišlo v návaznosti na článek z roku 2016, který si všiml záhadné křivky s ostrými okraji na rentgenových snímcích hvězdokupy Ophiuchus, získaných rentgenovou observatoří NASA Chandra.
Vědci spekulovali, že by tato křivka mohla být okrajem kolosální bubliny tvořené tryskami černé díry. Když poprvé spočítali, kolik energie by bylo zapotřebí k vytvoření tak obrovské struktury, zdálo se jim to příliš velké na to, aby to byla pravda.
Ale další práce s využitím kombinace rádiových a rentgenových dat odhalila rozsáhlou oblast rádiového záření v sousedství rentgenového okraje, což potvrdilo, že tato bublina je skutečně explozivní erupcí poháněnou černou dírou.
Výbuch byl potvrzen rádiovými a rentgenovými daty
Objev závisel na komplexní směsi pozorování na různých vlnových délkách, která poskytla jemnější obraz účinků exploze. Vědci sledovali zdroj erupce pomocí dat z několika pokročilých observatoří, včetně rentgenové observatoře NASA Chandra, sondy ESA XMM-Newton, australské Murchison Widefield Array a radioteleskopu Giant Metrewave v Indii.
Zvláště výmluvné byly rádiové emise z exploze, které osvětlovaly prostor vytvořený tryskami černé díry (podobně jako tyto černé díry, které mají v sobě cosi znepokojivého). Tyto emise byly vyzařovány elektrony urychlenými na rychlost blízkou rychlosti světla a byly detekovány jako nízkofrekvenční rádiové vlny.
Význam těchto pozorování spočívá v tom, že rádiové emise představují „fosilní záznam“ exploze. Zatímco protony kosmického záření časem ztrácejí energii, což brání tomu, aby jejich emise byla viditelná na vysokých rádiových frekvencích, elektrony kosmického záření mohou zůstat viditelné na nízkých rádiových frekvencích, což naznačuje, že k erupci došlo před několika sty miliony let.
Rádiové vlny se dokonale sladily s rentgenovými daty a vytvořily složený obraz, který zvýrazňuje explozivní dutinu a dopad jejího výbuchu. Silná kombinace rádiových a rentgenových dat se ukázala jako klíčová pro potvrzení dosud nevídané velikosti a síly erupce.
Možná nejzajímavější na tomto objevu je to, co se stalo s plynem: vytěsnění plynu patrné v rentgenových datech. K tomuto jevu může dojít, když je mezigalaktický plyn narušen velkými silami, jako byla erupce z černé díry. Ke sloshingu obvykle dochází při splynutí dvou kup galaxií, ale v tomto případě vědci předpokládají, že plyn mohla posunout samotná erupce.
Výbuchy černých děr zpochybňují roli gravitace v kupách galaxií
„Toto zjištění ukazuje extrémní sílu supermasivních černých děr a naznačuje, že kupy galaxií, o nichž se předpokládalo, že jsou z velké části řízeny gravitací, jsou více ovlivňovány energií,“ uvedl výzkumník z University of Houston David A. Buote.
Erupce změnila svítivost kupy v Ophiuchu, což vedlo vědce k přehodnocení mechanismů, které v ní působí. Erupce také vytlačila plyn, čímž potenciálně uzavřela zásoby potravy pro černou díru a ukázala komplikovanou souhru mezi plynem a aktivitou černé díry. Vědci nyní pátrají po podobných explozích neboli „rádiových fosiliích“ v jiných hvězdokupách a zkoumají, jak by mohly změnit naše chápání fyziky hvězdokup a dynamiky energie ve vesmíru.
Detekce exploze o velikosti celé kupy galaxií v Ophiuchu, největší exploze od velkého třesku, představuje pro astrofyziku kritický okamžik. Zpochybňuje současné teorie obklopující kupu galaxií a nabízí nový pohled na supermasivní černé díry a jejich vliv. Velký třesk (stejně jako to, že NASA dosáhla hranice Velkého třesku a objevila něco neobvyklého), ačkoli se často používá jako metafora, nebyl výbuchem, ale expanzí. Přesto výbuch v Ophiuchu demonstruje skutečně kolosální procesy, které jsou základem našeho vesmíru, a poskytuje lákavé stopy pro budoucí zkoumání.