עדויות חדשות ממאתגר מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א מאתגרים רעיונות השוררים כיצד צורות חורים שחורים במרכז הגלקסיות. אסטרונומים חשבו זה מכבר שחור שחור סופר-מסיבי ובליטה של כוכבים במרכז הגלקסיה המארחת שלה צומחים באותו קצב - ככל שהתפיחה גדולה יותר, החור השחור גדול יותר. עם זאת, מחקר חדש על נתוני צ'נדרה חשף שתי גלקסיות סמוכות עם חורים שחורים סופר-מסיביים שצומחים מהר יותר מהגלקסיות עצמן.
המסה של חור שחור ענק במרכז הגלקסיה היא בדרך כלל חלק זעיר - כ- 0.2 אחוז - מהמסה הכלולה בבליטה, או באזור של כוכבים צפופים, הסובבים אותה. ליעדי המחקר האחרון של צ'נדרה, הגלקסיות NGC 4342 ו- NGC 4291, יש חורים שחורים פי 10 עד 35 מסיביים מכפי שצריך להשוותם לתפיחות שלהם. התצפיות החדשות עם צ'נדרה מראות את ההילות, או המעטפות המאסיביות של חומר אפל שבו הגלקסיות הללו שוכנות, גם הן סובלות מעודף משקל.
מחקר זה מציע את שני החורים השחורים העל-מאסיביים והתפתחותם קשורה בהילות החומר האפל שלהם ולא צמחו במקביל לתפיחות הגלקטיות. בתפיסה זו החורים השחורים והילות החומר האפל אינם סובלים מעודף משקל, אולם המסה הכוללת בגלקסיות נמוכה מדי.
אקוס בוגדן, המרכז האסטרופיזיקי הרווארד-סמיתסוניאן (CfA) בקיימברידג ', אמר אקוס בוגדן מהמרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד-סמיתסוניאן (CfA), "זה נותן לנו עדויות נוספות לקשר בין שתיים מהתופעות המסתוריות והאפלות ביותר באסטרופיזיקה - חורים שחורים וחומר אפל. ., שהוביל את המחקר החדש.
NGC 4342 ו- NGC 4291 קרובים לכדור הארץ במונחים קוסמיים, במרחקים של 75 מיליון ו 85 מיליון שנות אור. אסטרונומים ידעו מהתצפיות הקודמות כי גלקסיות אלה מארחות חורים שחורים עם המונים גדולים יחסית, אך אינם בטוחים מה אחראי לפער. עם זאת, על סמך התצפיות החדשות של צ'נדרה, הן מסוגלות לשלול תופעה המכונה הפשטת גאות ושפל.
הפשטת הגאות מתרחשת כאשר חלק מכוכבי הגלקסיה מורחקים מכוח הכובד במהלך מפגש קרוב עם גלקסיה אחרת. אם הייתה התפשטות גאות ושפל כזו, ההילות לרוב היו חסרות. מכיוון שהחומר האפל נמשך רחוק יותר מהגלקסיות, הוא קשור אליהם באופן רופף יותר מהכוכבים וסיכוי שיימשך.
כדי לשלול הפשטת גאות ושפל, אסטרונומים השתמשו בצ'נדרה כדי לחפש עדויות לגז חם ופולט רנטגן סביב שתי הגלקסיות. מכיוון שלחץ הגז החם - המוערך מתמונות רנטגן - מאזן את המשיכה הכבידתית של כל החומר בגלקסיה, נתוני צ'נדרה החדשים יכולים לספק מידע על הילות החומר האפל. הגז החם התגלה כמופץ נרחב סביב NGC 4342 ו- NGC 4291, ומשמע כי לכל גלקסיה יש הילה של חומר אפל מסיבי במיוחד וכי אין חשד לפשטות גאות ושפל.
"זו העדויות הברורות ביותר שיש לנו ביקום הסמוך, לחורים שחורים שגדלים מהר יותר מהגלקסיה המארחת שלהם", אמר המחבר השותף ביל פורמן, אף הוא מ- CfA. "זה לא שהגלקסיות נפגעו על ידי מפגשים קרובים, אלא במקום זאת הייתה להם איזושהי פיתוח נעצר."
כיצד יכולה מסה של חור שחור לצמוח מהר יותר מהמסה הכוכבית של הגלקסיה המארחת שלה? מחברי המחקר טוענים כי ריכוז גדול של גז המסתובב באטיות במרכז הגלקטי הוא מה שהחור השחור צורך מוקדם מאוד בתולדותיו. הוא גדל במהירות, וככל שהוא גדל, כמות הגז שהוא יכול להצטבר או לבלוע, גדלה יחד עם תפוקת האנרגיה מההקרבה. לאחר שהחור השחור הגיע למסה קריטית, התפרצויות המופעלות על ידי המשך צריכת הגז מונעות קירור ומגבילות את ייצור הכוכבים החדשים.
"יכול להיות שהחור השחור העל-מסיבי הגיע לגודל חסון לפני שהיו כוכבים רבים בכלל בגלקסיה," אמר בוגדן. "זהו שינוי משמעותי בדרך החשיבה שלנו על איך גלקסיות וחורים שחורים מתפתחים יחד."
התוצאות הוצגו ב- 11 ביוני בפגישה ה 220 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה באנקורג ', אלסקה. המחקר גם התקבל לפרסום בכתב העת Astrophysical.
