Przejdź do treści

Dwukrotna czkawka czarnej dziury

SDSS J1354+1327 w promieniach rentgenowskich i w świetle widzialnym. Źródło: NASA/CXC

Galaktyka zwana SDSS J1354+1327 (w skrócie J1354) znajduje się w odległości około ośmiuset milionów lat świetlnych od Ziemi. Zespół astronomów wykorzystał obserwacje z kosmicznych obserwatoriów Chandra i Hubble, a także z naziemnych obserwatoriów – Keck na Hawajach i Apache Point Observatory (APO) w pobliżu Sunspot w stanie Nowy Meksyk. 

Obserwatorium Chandra wykryło jasne, punktowe źródło emisji promieniowania rentgenowskiego z J1354 – znak ostrzegawczy obecności supermasywnej czarnej dziury, miliony lub miliardy razy masywniejszej niż Słońce. Promienie rentgenowskie jest wytwarzane przez gaz w pobliżu czarnej dziury podgrzewany do milionów stopni ogromnymi siłami grawitacyjnymi i magnetycznymi. Część tego gazu wpadnie potem do czarnej dziury, a część zostanie wydalona w potężnym wycieku wysokoenergetycznych cząstek. 

Po porównaniu obrazów z obserwatoriów Chandra i HST zespół ustalił, że czarna dziura znajduje się w centrum galaktyki (czego można się było spodziewać). Dane rentgenowskie pokazują również, że supermasywna czarna dziura jest osadzona w ciężkiej mgle gazu.

Dane optyczne wskazują, że w przeszłości ta supermasywna czarna dziura strawiła duże ilości gazu podczas wycieku wysokoenergetycznych cząstek. Wyciek ostatecznie zakończył się, a następnie rozpoczął na nowo około stu tysięcy lat później. Jest to mocny dowód, że akrecja czarnych dziur może zmieniać ich moc wyjściową wielokrotnie w skali czasowej, która jest dość krótka w porównaniu do 13,8 miliarda lat Wszechświata.

Obserwujemy ucztujący obiekt, czkawkę i drzemkę a następnie znowu ucztę i kolejną czkawkę, co przewidziała teoria. Na szczęście zdarzyło nam się obserwować tę galaktykę w czasie, gdy mogliśmy dostrzec dowody na obydwa wydarzenia – powiedziała Julie Comerford z Wydziału Nauk Astrofizycznych i Kosmicznych w Boulder na Uniwersytecie Kolorado, która kierowała badaniem.

Dlaczego zatem czarna dziura miała dwa oddzielne posiłki? Odpowiedź leży w galaktyce towarzyszącej, która jest powiązana z J1354 strumieniami gwiazd i gazu wytwarzanym przez zderzenia pomiędzy dwiema galaktykami. Zespół doszedł do wniosku, że kępki materii z galaktyki towarzyszącej wirowały w kierunku środka J1354 a następnie zostały pochłonięte przez supermasywną czarną dziurę.

Zespół wykorzystał dane optyczne z obserwatoriów HST, APO i Keck, aby pokazać, że atomy zostały pozbawione elektronów w stożku gazu rozciągającym się około trzydziestu tysięcy lat świetlnych na południe od centrum galaktyki. To odizolowanie spowodowane było prawdopodobnie wybuchem promieniowania z okolic czarnej dziury, co wskazuje, że uczta miała właśnie miejsce. Na północy galaktyki znaleźli dowody na falę uderzeniową znajdującą się trzy tysiące lat świetlnych od czarnej dziury. Sugeruje to, że czkawka nastąpiła po tym, jak inna kępka gazu została skonsumowana około stu tysięcy lat później.

Ta galaktyka naprawdę nas zaskoczyła. Udało nam się pokazać, że gaz z północnej części galaktyki był powiązany z obecną falą uderzeniową, a gaz z południa ze starszym wyciekiem z czarnej dziury – powiedziała doktorantka Rebecca Nevin, współautorka badania, która wykorzystała dane z APO, aby przyjrzeć się prędkościom i natężeniu światła z gazu i gwiazd w J1354.

Supermasywna czarna dziura w Galaktyce prawdopodobnie miała co najmniej jedną czkawkę w ciągu ostatnich kilku milionów lat. W 2010 roku inny zespół badaczy odkrył na krawędzi galaktyki za pomocą obserwacji z obserwatorium gamma Fermi dowody na zderzenie Drogi Mleczne. Astronomowie widzieli wypływy gazu zwane „bąblami Fermiego”, które świecą w promieniach gamma, promieniach rentgenowskich i na falach radiowych widma elektromagnetycznego. Czkawka miałaby inną przyczynę, niż ta z J1354, ponieważ Droga Mleczna nie wchodzi w interakcje z pobliską galaktyką.

Są to rodzaje bąbli, które widzimy po skończonym posiłku czarnej dziury. Supermasywna czarna dziura w naszej galaktyce drzemie po uczcie, podobnie jak w przeszłości czarna dziura w J1354, więc oczekujemy, że także nasza masywna czarna dziura ponownie będzie świętować – powiedział Scott Barrows, pracownik naukowy Uniwersytetu Kolorado.

 

Więcej: Researchers Catch Supermassive Black Hole Burping — Twice

Źródło: Chandra

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Na zdjęciu: SDSS J1354+1327 w promieniach rentgenowskich i w świetle widzialnym. Źródło: NASA/CXC

O bąblach Fermiego pisaliśmy już na portalu Urania tutaj

Reklama