Międzynarodowy zespół astronomów odkrył, że supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki Cyrkla jest karmiona przez dwa spiralne ramiona gazu. Większość materii nie trafia jednak do wnętrza czarnej dziury — zostaje wyrzucona z powrotem w kosmos, zanim przekroczy punkt bez powrotu.
Nowe badania prowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców pod kierunkiem Wouta Goesaerta z Uniwersytetu w Lejdzie pokazały, że supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki Cyrkla jest zasilana gazem napływającym przez dwa spiralne ramiona. Gaz ten przepływa przez ramiona spiralne w kierunku czarnej dziury, jednak aż 88–90% materii zostaje wyrzucone z powrotem zanim zdąży przekroczyć horyzont zdarzeń – tylko maksymalnie 12% gazu zostaje rzeczywiście pochłonięte przez czarną dziurę.
Zjawisko zasilania czarnej dziury
Obserwacje wykonane z pomocą radioteleskopu ALMA pokazały, że zamiast klasycznego, wirującego dysku akrecyjnego, gaz jest dostarczany przez dwa ramiona spiralne, które oddziałują grawitacyjnie z materią i umożliwiają jej spływ ku centrum galaktyki. Prędkości tego gazu osiągają nawet 150 000 km/h. Mechanizm spiralnych ramion działa tu jako swoiste kanały zasilające, prowadząc gaz do obszaru najbliższego czarnej dziurze.
Tylko niewielka część materii wpada do dziury
Pomimo tak wydajnych kanałów doprowadzających, proces akrecji pozostaje bardzo nieefektywny: tylko niewielka część wpada do czarnej dziury, a reszta materii – nawet 90% – jest wyrzucana z powrotem w formie dżetów lub odpływów molekularnych, zanim osiągnie granicę horyzontu zdarzeń. Odrzucona materia prawdopodobnie wraca do dysku gazowego i może ponownie próbować zbliżyć się do czarnej dziury lub uczestniczyć w powstawaniu nowych gwiazd.
Znaczenie odkrycia
Badania galaktyki Cyrkla są przełomowe, bo dostarczają bezpośrednich obserwacji struktur gazowych doprowadzających materię do czarnej dziury oraz precyzyjnej oceny ich wydajności. Pozwala to lepiej zrozumieć procesy karmienia supermasywnych czarnych dziur, pytając m.in. czy spiralne ramiona są powszechnym mechanizmem w innych galaktykach oraz jaki jest ostateczny los materii wyrzucanej z tych centralnych regionów.
To odkrycie potwierdza, że czarne dziury nie są idealnie łapczywe – większość materii jest zatrzymywana albo odpychana zanim zostanie pochłonięta.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Greedy black hole feeds via two spiral arms
- Torus feeding and outflow launching in the active nucleus of the Circinus galaxy
Źródło: Uniwersytet w Lejdzie
Na ilustracji: Czarna dziura w centrum galaktyki Cyrkla „karmi się” gazem, który napływa do niej poprzez dwa spiralne ramiona widoczne na zdjęciach z teleskopu ALMA. Jednak aż 90% tej materii nie trafia do czarnej dziury, lecz zostaje wyrzucone z powrotem w przestrzeń – proces ten jest więc bardzo nieefektywny. Badanie prowadził zespół kierowany przez Wouta Goesaerta z Uniwersytetu w Leiden. Źródło: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/ESO/W. Goesaert i inni
