Czy czarna dziura może znaleźć się na wolności? Teleskop Hubble’a dostrzegł obiekt, który najprawdopodobniej jest właśnie taką zerwaną z grawitacyjnej uwięzi ogromną czarną dziurą, szybko przemieszczającą się przez międzygalaktyczną przestrzeń. Czegoś takiego wcześniej nie obserwowano.
Supermasywna, mająca masę około 20 milionów Słońc czarna dziura porusza się przez kosmos z tak dużą prędkością, że – jak obliczono – z Ziemi do Księżyca dotarłaby już w 14 minut. Co więcej, nie pochłania gwiazd (jak zazwyczaj czynią czarne dziury), a... popycha je przed sobą i rozgrzewa obecny w przestrzeni międzygalaktycznej gaz, wyzwalając przy tym energię i procesy gwiazdotwórcze i powodując powstawanie gwiazd, układających się za nią w charakterystycznym, wąskim ogonie rozciągającym się na połowę długości galaktyki. Uczeni sądzą, że faktycznie dostrzeli rozciągnięty za czarną dziurą ślad, w którym gaz się ochładza i tworzy gwiazdy. Przypomina to ciągnący się za statkiem kilwater – wyjaśnia Pieter van Dokkum z Yale, współautor pracy opublikowanej niedawno w The Astrophysical Journal Letters.
Pojęcie uciekającej czarnej dziury wymyślono jeszcze w latach 70. ubiegłego wieku, gdy badacze rozważali wpływ zderzeń galaktyk na powstawanie i ewolucję czarnych dziur. Najnowsze odkrycie może być zatem dowodem na słuszność teorii, która powstała pięć dekad temu.
Najciekawsze jest jednak być może to, że jak często zdarza się w nauce, odkrycie swobodnie podróżującej przez Wszechświat czarnej dziury było przypadkowe. Zespół w ogóle nie szukał czarnych dziur, a tym bardziej tych uciekających z galaktyk. To czysty łut szczęścia, że na nią natrafiliśmy – dodaje van Dokkum. Czego zatem szukał wraz ze swoimi współpracownikami? Zupełnie innej klasy obiektów: kulistych gromad gwiazd w pobliskiej galaktyce karłowatej. Zespół przeczesywał w tym celu niebo Teleskopem Hubble’a, gdy nagle zauważono niewielką smugę. Astronomowie założyli z początku (czemu trudno się dziwić), że były to tylko zwykłe promienie kosmiczne uderzające w detektor. Miałby to być zatem tak zwany astronomiczny artefakt obserwacyjny. Później jednak, już po redukcji i opracowaniu zebranych danych, wyeliminowano tę możliwość, bo dziwny ślad nadal był obecny. I nie był podobny do niczego, co widziano wcześniej. Zaintrygowani naukowcy przeprowadzili dokładniejsze obserwacje z pomocą Teleskopów Kecka, odkrywając prawdziwą naturę zjawiska.
W jaki jednak sposób potężna czarna dziura znalazła się na wolności? Uważa się, że mogła zostać wyrzucona z odległej, macierzystej galaktyki w wyniku kolejnych zderzeń między galaktycznymi supermasywnymi czarnymi dziurami. Powstał także dokładny model tego procesu. W tym scenariuszu około 50 milionów lat temu dwie galaktyki zlały się ze sobą, a położone w ich centrach supermasywne czarne dziury zaczęły krążyć wokół siebie. Do układu dołączyła wkrótce trzecia galaktyka, również z supermasywną czarną dziurą w środku. Trzy zbliżające się do siebie czarne dziury utworzyły szybko wysoce niestabilny układ trzech ciał. W rezultacie jedna z czarnych dziur przejęła dużą część pędu pozostałych, po czym została wyrzucona daleko w przestrzeń kosmiczną. Zgodnie z zasadami dynamiki pozostałe dwie czarne dziury zaczęły się wówczas przemieszczać w stronę przeciwną.
Ślad tego dawnego zdarzenia można dziś również zobaczyć po przeciwległej stronie badanej galaktyki, w której centrum nie ma obecnie czarnej dziury, która teoretycznie powinna się tam znajdować.
Czytaj więcej:
Źródło: yale.edu
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: Obraz scenariusza „procy”, która mogła katapultować supermasywną czarną dziurę z dala od jej macierzystej galaktyki po tym, jak trzy supermasywne czarne dziury zbliżyły się do siebie. Źródło: NASA, NAOJ, P. van Dokkum
