Uued tõendid NASA Chandra röntgenvaatluskeskusest esitavad väljakutseid valitsevatele ideedele selle kohta, kuidas mustad augud galaktikate keskpunktides kasvavad. Astronoomid on juba ammu arvanud, et supermassiivne must auk ja tähtede punn tema hostgalaktika keskel kasvab sama kiirusega - mida suurem on mõhk, seda suurem on must auk. Chandra andmete uus uuring on aga paljastanud kaks lähedal asuvat galaktikat ülimassiivsete mustade aukudega, mis kasvavad kiiremini kui galaktikad ise.
Galaktika keskel asuva hiiglasliku musta augu mass moodustab tavaliselt pisikese osa - umbes 0,2 protsenti - massist, mis asub seda ümbritsevas mõhk või tihedalt pakitud tähtede piirkonnas. Viimase Chandra uuringu sihtmärkidel, galaktikatel NGC 4342 ja NGC 4291, on mustad augud 10–35 korda massiivsemad, kui tuleks nende punnidega võrrelda. Uued vaatlused Chandraga näitavad ka halosid ehk tumeda aine massiivseid ümbrikke, milles need galaktikad asuvad, samuti ülekaalulised.
See uuring viitab kahele supermassiivsele mustale augule ja nende evolutsioon on seotud nende tumeda aine halosidega ega kasvanud paralleelselt galaktiliste punnidega. Selles vaates ei ole mustade aukude ja tumeda aine halosid ülekaalulised, kuid galaktikate kogumass on liiga väike.
"See annab meile rohkem tõendeid astrofüüsika kahe kõige müstilisema ja pimedama nähtuse - mustade aukude ja tumeaine - seosest nendes galaktikates," ütles Akos Bogdan Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskusest (CfA) Cambridge'is, Mass , kes juhtis uut uuringut.
NGC 4342 ja NGC 4291 asuvad kosmilises plaanis Maa lähedal, 75 ja 85 miljoni valgusaasta kaugusel. Astronoomid olid varasematest vaatlustest teadnud, et nendes galaktikates on suhteliselt suurte massidega mustad augud, kuid nad pole kindlad, mis nende erinevuste põhjustajaks on. Uute Chandra vaatluste põhjal suudavad nad siiski loodete eemaldamise nähtuse välistada.
Loodete eemaldamine toimub siis, kui mõne galaktika tähed lähevad teise galaktikaga tihedas kokkupuutes raskusjõu abil minema. Kui selline loodete eemaldamine oleks toimunud, oleks halosid enamasti puudu. Kuna tumeaine ulatub galaktikatest kaugemale, on see nendega lõdvemalt seotud kui tähed ja tõenäolisemalt eemale tõmbunud.
Loodete eemaldamise välistamiseks kasutasid astronoomid Chandrat kahe galaktika ümber kuuma röntgenkiirgust eraldava gaasi leidmiseks. Kuna kuuma gaasi rõhk - mis on hinnanguline röntgenipiltide põhjal - tasakaalustab kogu galaktikas oleva aine gravitatsioonilist tõmmet, võivad uued Chandra andmed anda teavet tumeda aine haloside kohta. Kuum gaas leiti laialdaselt NGC 4342 ja NGC 4291 ümbruses, mis tähendab, et igas galaktikas on ebaharilikult massiivne tumeaine halo ja loodete eemaldamine on ebatõenäoline.
"See on kõige selgem tõendusmaterjal, mis meil läheduses olevas universumis on mustade aukude kasvamiseks kiiremini kui nende peremeesgalaktikas," ütles ka CfA kaasautor Bill Forman. "See ei ole nii, et tihedad kohtumised oleksid galaktikaid ohustanud, vaid nende areng oli mingis mõttes arreteeritud."
Kuidas saab musta augu mass kasvada kiiremini kui selle peremehe galaktika tähtmass? Uuringu autorite sõnul tarbib galaktika keskpunktis aeglaselt keerlev gaas suurt kontsentratsiooni, mida must auk tarbib. See kasvab kiiresti ja suurenedes suureneb gaasi kogus, mida ta suudab aktiveerida või neelata, koos akumuleerunud energiaga. Pärast musta augu kriitilise massi saavutamist takistavad pidevast gaasi tarbimisest tulenevad puhangud jahutamist ja piiravad uute tähtede teket.
"Võimalik, et ülimassiivne must auk saavutas kopsaka suuruse enne, kui galaktikas oli üldse palju tähti," ütles Bogdan. "See on oluline muutus meie mõtteviisis, kuidas galaktikad ja mustad augud koos arenevad."
Tulemusi tutvustati 11. juunil Alaskal Anchorage'is Ameerika Astronoomiaühingu 220. koosolekul. Samuti on uuring heaks kiidetud avaldamiseks ajakirjas The Astrophysical Journal.
