Các nhà thiên văn học đã tạo ra bức tranh toàn diện nhất về sự phát xạ vô tuyến từ khối lượng thức ăn hoạt động gần nhất Hố đen xuống đất.

Sự phát xạ này được kích hoạt bởi một lỗ đen trung tâm trong thiên hà Centaurus A, cách chúng ta khoảng 12 triệu năm ánh sáng.

Khi một lỗ đen ăn khí rơi, nó phóng ra vật chất với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, khiến “bong bóng vô tuyến” phát triển trong hàng trăm triệu năm.

Nhìn từ Trái đất, vụ phun trào từ Centaurus A hiện mở rộng tám độ trên bầu trời – chiều dài của 16 mặt trăng đầy đủ nằm cạnh nhau.

Được chụp bằng kính thiên văn Murchison Widefield Array (MWA) ở vùng hẻo lánh Tây Úc.

Centaurus A là một thiên hà hình elip khổng lồ đang hoạt động cách chúng ta 12 triệu năm ánh sáng. Ở lõi của nó là một lỗ đen có khối lượng bằng 55 triệu mặt trời. Hình ảnh tổng hợp này cho thấy thiên hà và không gian giữa các thiên hà xung quanh ở một số bước sóng khác nhau. Plasma vô tuyến được hiển thị bằng màu xanh lam và dường như tương tác với các khí phát ra tia X nóng (màu cam) và hydro trung tính lạnh (màu tím). Các đám mây từ Halpha (màu đỏ) cũng xuất hiện phía trên phần quang học chính của thiên hà nằm giữa hai điểm vô tuyến sáng nhất. “Nền” xuất hiện ở dạng bước sóng quang học, hiển thị các ngôi sao trong Dải Ngân hà của chúng ta đã ở phía trước. Nhà cung cấp hình ảnh: Connor Matherne, Đại học Bang Louisiana (Quang học / Halva), Kraft et al. (X-quang), Struve et al. (Xin chào), Ben McKinley, ICRAR / Kurten. (Đài)

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí vào ngày 22 tháng 12 năm 2021 Thiên văn học tự nhiên.

Tác giả chính, Tiến sĩ Benjamin McKinley, thuộc Đại học Curtin Node, Trung tâm Quốc tế về Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến (ICRAR), ông nói rằng hình ảnh tiết lộ những chi tiết mới đáng ngạc nhiên về sự phát xạ vô tuyến từ thiên hà.

Ông nói: “Những sóng vô tuyến này đến từ việc vật chất bị hấp thụ vào lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà.

“Nó tạo thành một đĩa xung quanh lỗ đen, và khi vật chất tách ra gần lỗ đen, các tia phản lực mạnh hình thành ở hai bên của đĩa, đẩy phần lớn vật chất trở lại không gian, khoảng cách có lẽ hơn một triệu năm ánh sáng.

“Các quan sát vô tuyến trước đây không thể đối phó với độ sáng cực lớn của các tia phản lực và các chi tiết của vùng lớn hơn xung quanh thiên hà bị bóp méo, nhưng hình ảnh mới của chúng tôi đã khắc phục được những hạn chế này.”

Video cho thấy thiên hà phóng xạ, Centaurus A, nơi chứa lỗ đen gần nhất đang tích cực cho Trái đất ăn. Video cho thấy kích thước biểu kiến ​​của thiên hà ở các bước sóng ánh sáng, tia X và bước sóng dưới milimét từ Trái đất khi so sánh với Mặt trăng. Sau đó, nó được thu nhỏ để hiển thị mức độ khổng lồ của các bong bóng xung quanh được quan sát ở bước sóng vô tuyến. Các nhà thiên văn học đã tạo ra bức tranh toàn cảnh nhất về sự phát xạ vô tuyến từ lỗ đen siêu lớn gần nhất đang nuôi Trái đất.

Centaurus A là thiên hà vô tuyến gần nhất với thiên hà của chúng ta dải Ngân Hà.

Tiến sĩ McKinley cho biết: “Chúng ta có thể học hỏi được nhiều điều từ Centaurus A, chỉ vì nó rất gần và chúng ta có thể nhìn thấy nó một cách chi tiết.

“Không chỉ ở bước sóng vô tuyến, mà còn ở tất cả các bước sóng ánh sáng khác.

“Trong nghiên cứu này, chúng tôi có thể kết hợp các quan sát vô tuyến với dữ liệu quang học và tia X, để giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về vật lý của các lỗ đen siêu lớn này.”

Ngói 107, hay còn gọi là “bên ngoài”, là một trong 256 ô của MWA, nằm cách lõi của kính thiên văn 1,5 km. Ngói chiếu sáng và cảnh quan cổ là mặt trăng. Tín dụng: Pete Wheeler, ICRAR

Nhà vật lý thiên văn, Tiến sĩ Massimo Gaspari, thuộc Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia của Ý, cho biết nghiên cứu này ủng hộ một lý thuyết mới được gọi là “sự bồi tụ lạnh hỗn loạn” (CCA), đã xuất hiện trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Ông nói: “Trong mô hình này, các đám mây khí lạnh trong quầng thiên hà ngưng tụ và rơi xuống các khu vực trung tâm, nuôi dưỡng lỗ đen siêu lớn.

“Kết quả của trận mưa này, lỗ đen tương tác mạnh mẽ bằng cách giải phóng năng lượng trở lại thông qua các phản lực vô tuyến thổi phồng các thùy tuyệt vời mà chúng ta thấy trong hình ảnh MWA”, Tiến sĩ kết luận.

Tiến sĩ McKinley cho biết thiên hà dường như sáng hơn ở trung tâm nơi nó hoạt động nhiều hơn và có rất nhiều năng lượng.

“Sau đó, nó sẽ yếu hơn khi bạn rời đi, bởi vì năng lượng đã mất và mọi thứ đã lắng xuống,” anh nói.

“Nhưng có những đặc điểm thú vị khi các hạt tích điện tăng tốc và tương tác với từ trường mạnh.”

Giáo sư Stephen Tingay, Giám đốc MWA cho biết nghiên cứu này có thể thực hiện được do trường nhìn cực rộng của kính thiên văn, vị trí tuyệt vời của sóng vô tuyến yên tĩnh và độ nhạy tuyệt vời.

Ông nói: “MWA là tiền thân của Mảng Kilômét vuông (SKA) – một sáng kiến ​​toàn cầu nhằm xây dựng các kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới ở Tây Úc và Nam Phi.

“Trường nhìn rộng và do đó, lượng dữ liệu khổng lồ mà chúng tôi có thể thu thập, có nghĩa là tiềm năng phát hiện của mỗi lần quan sát MWA là rất cao. Điều này cung cấp một bước tiến lớn hướng tới một SKA lớn hơn.”

Tham khảo: “Phản hồi và nguồn cấp dữ liệu nhiều tầng trong Thiên hà vô tuyến gần nhất Centaurus A” của B. McKinley, S. J. Tingay, M. Gaspari, R. P. Kraft, C. Matherne, A. R. Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala , SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler và M. Johnston-Hollitt, ngày 22 tháng 12 năm 2021, Có sẵn tại đây. thiên văn học tự nhiên.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01553-3

Murchison Widefield Array là một MWA được điều hành và vận hành bởi Đại học Curtin thay mặt cho một tập đoàn quốc tế, đặt tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến Murchison ở Tây Úc. Đài quan sát được quản lý bởi CSIRO, cơ quan khoa học quốc gia của Úc, và được thành lập với sự hỗ trợ của chính phủ Úc và Tây Úc. Chúng tôi thừa nhận rằng Wajarri Yamatji là chủ sở hữu truyền thống của địa điểm đài quan sát.

Trung tâm Nghiên cứu Siêu máy tính Pawsey ở Perth – một cơ sở siêu máy tính Cấp 1 do quốc gia tài trợ – đã giúp lưu trữ và xử lý các ghi chú MWA được sử dụng trong nghiên cứu này.