Przejdź do treści

Najbardziej masywna czarna dziura w pobliskim Wszechświecie

img

Czarne dziury występują w kosmosie w różnych rozmiarach i o różnych masach. Rekord obecnie należy do okazu w gromadzie galaktyk Abell 85, w której znajduje się ultra-masywna czarna dziura o masie 40 mld mas Słońca w środku galaktyki centralnej Holm 15A. Astronomowie z grupy badawczej astronoma Ralf Bendera z Instytutu Maxa Plancka odkryli to, oceniając dane fotometryczne, a także nowe obserwacje spektralne wykonane za pomocą VLT.

Mimo, że galaktyka centralna gromady Abell 85 ma olbrzymią masę w widocznych gwiazdach stanowiącą 2 biliony mas Słońca, środek galaktyki jest wyjątkowo rozproszony i słaby. Właśnie dlatego astronomowie się nią zainteresowali. Ten rozproszony centralny region w galaktyce jest prawie tak duży, jak Wielki Obłok Magellana, co było podejrzaną wskazówką dotyczącą obecności czarnej dziury o bardzo dużej masie.

Gromada galaktyk Abell 85, która składa się z ponad 500 pojedynczych galaktyk, znajduje się w odległości 700 mln lat świetlnych od Ziemi, dwukrotnie większej, niż w przypadku poprzednich bezpośrednich pomiarów masy czarnej dziury.

Nowe dane uzyskane z Obserwatorium USM Wendelstein na Uniwersytecie Ludwiga Maximiliana i przy pomocy instrumentu MUSE na VLT pozwoliły zespołowi na oszacowanie masy bezpośrednio na podstawie ruchów gwiazd wokół jądra galaktyki. Mając masę 40 mld Słońc jest to najbardziej masywna czarna dziura znana obecnie w lokalnym Wszechświecie.  

Profil światła galaktyki pokazuje centrum o wyjątkowo niskiej i bardzo rozproszonej jasności powierzchniowej, znacznie słabszej, niż w innych galaktykach eliptycznych. Oznacza to, że większość gwiazd w centrum musiała zostać usunięta w wyniku interakcji we wcześniejszych procesach łączeniach się galaktyk.

W powszechnie przyjętym poglądzie jądra w tak masywnych galaktykach eliptycznych powstają w wyniku tak zwanego „czyszczenia rdzenia”: przy połączeniu dwóch galaktyk oddziaływania grawitacyjne między ich łączącymi się centralnymi czarnymi dziurami prowadzą do proc grawitacyjnych, które wyrzucają gwiazdy na przeważnie radialne orbity od centrum galaktyki, która pozostała. Jeżeli gaz nie pozostaje w centrum, aby utworzyć nowe gwiazdy – jak w młodszych galaktykach – prowadzi to do wyczerpania jądra.

Nawet przy tak niezwykłej historii łączenia naukowcy mogliby ustalić nowy i solidny związek pomiędzy masą czarnej dziury a jasnością powierzchniową galaktyki: z każdym połączeniem czarna dziura zyskuje masę, a centrum galaktyki traci gwiazdy. Astronomowie mogliby wykorzystać tę zależność do oszacowania masy czarnej dziury w bardziej odległych galaktykach, gdzie bezpośrednie pomiary ruchów gwiazdowych wystarczająco blisko czarnej dziury nie są możliwe.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Heavyweight in the heart of the Abell 85 central galaxy

Źródło: MPG

Na zdjęciu: Gromada galaktyk Abell 85. Źródło: Matthias Kluge/USM/MPE