Przejdź do treści

Pierścień wokół galaktycznej czarnej dziury

Astronomowie przyjrzeli dokładniej pobliskiej  galaktyce i odkryli w niej pewną nietypową strukturę. Jej obecność rzuca nowe światło na związek pomiędzy czarnymi dziurami i ich macierzystymi galaktykami.
 
Galaktyka spiralna położona w odległości 70 milionów lat świetlnych od Ziemi ma w swym centrum masywną czarną dziurę o masie około 50 milionów razy większej od masy Słońca. W środku tej wielkiej galaktyki jest jednak coś jeszcze bardziej dziwnego: złożony z gazu, pyłu i gwiazd pierścień, który rozciąga się na blisko 2000 lat świetlnych. Wyniki tych obserwacji zaprezentowano na tegorocznym 230 Spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Teksasie.
 
Na bazie poprzednich obserwacji w świetle widzialnym, bliskiej podczerwieni i promieniowaniu rentgenowskim astronomowie wywnioskowali, że omawiana galaktyka (oznaczona jako NGC 7582) jest dość nietypowa: żywi się wprawdzie gazem, ale ledwo widać ten proces. Najwyraźniej gaz jest przez nią ciągle pochłaniany, ale przesłania nam to duża ilość gazu i pyłu, która skrywa przed ziemskimi teleskopami niemal całe jądro galaktyki. Taki rodzaj “ukrytych” galaktyk aktywnych jest o tyle rzadki, że obiekty te trudno jest wykryć. Astronomowie są jednak niemal pewni, że w stosunku do zwykłych, dobrze widocznych galaktyk aktywnych stanowią one w rzeczywistości… nawet znaczną większość.
 
Nie wiadomo jednak, co dokładnie skrywa ich posilające się, wielkie czarne dziury. Czy to pasma pyłu, a może całe złożone z niego rozległy ściany? Jak jest on właściwie rozłożony w centrach tych galaktyk?
 
Centrum galaktyki NGC 7582 zostało dokładniej zobrazowane z użyciem instrumentu MUSE zainstalowanego na teleskopie VLT w Chile. Sam efekt wizualny był imponujący, jednak składającym się z aż 90 000 pikseli każda fotografiom towarzyszyły dodatkowo zdjęcia spektralne ukazujące precyzyjnie ruchy poszczególnych części galaktyki. Analizujący te dane naukowcy zdołali wyizolować pełną rotację gwiazd wokół jej środka od rotacji jej wewnętrznego pierścienia, zbudowanego z gazu i pyłu oraz gwiazd poruszających się znacznie szybciej od “zwykłej” reszty galaktyki.
 
Już wcześniejsze obserwacje pokazywały, że czarna dziura posiada coś na kształt dysku materii, a opadający na nią po linii spiralnej gaz obserwujemy niemal z góry. Sam dysk akrecyjny ma średnicę mniejszą niż kilka lat świetlnych średnicy. Otaczający go, pylisty pierścień ma z kolei rozmiar rzędu 2000 lat świetlnych, i widzimy go wzdłuż jego krawędzi.
 
Zdjęcia wykonane teleskopem VLT ukazują również zarys stożkowego kształtu wypływu gorącego gazu z okolicy czarnej dziury. Jego kierunek wydaje się jednak być ukształtowany przez pierścień pyłu, który skutecznie go odchyla, chroniąc w ten sposób galaktykę przed jej własną, ogromną energią.
 
Skąd może brać się taki ochronny pierścień? Poprzednie obserwacje na falach radiowych wykazały, że NGC 7582 posiada niewielki “ogon złożony z neutralnego wodoru, będący najprawdopodobniej pozostałością po oddziaływaniu grawitacyjnym z inną galaktyką. Takiej struktury nie zaobserwowano jednak w przypadku galaktyk z nią sąsiadujących. Astronomowie zgadują więc obecnie, że NGC 7582 mogła ostatnimi czase przejść przez stadium mniejszego mergera, czyli w praktyce zlać się na przykład z okrążającą ją galaktyką karłowatą. Jeśli ta mała galaktyka zbliżyła się do niej za bardzo, spadek i ogromna grawitacja rozerwałyby ją z czasem na części, kierując dużą część pochodzącego z niej gazu ku centrum większej z galaktyk, znacznie zasilając tym samym jej czarną dziurę. Wówczas, podczas tego procesu, mógł także powstać widziany dziś pierścień z gazu i pyłu.
 
 
Czytaj więcej:
 
 
Źródło: Sky&Telescope, VLT
 
Zdjęcie: Zgodnie z wcześniejszymi obserwacjami czarna dziura w centrum NGC 7582 jest zasilana przez opadający na nią po linii spiralnej gaz i pył. Otaczający ją dysk akrecyjny ma mniej niż kilka lat świetlnych średnicy. Widzimy jednak jeszcze rozciągający się na kilka tysięcy lat świetlnych, zewnętrzny pierścień z gazu i pyłu.
Źródło:  S. Binnewies and J. Pöpsel (Capella Observatory); Inset: S. Juneau (NOAO, CEA-Saclay)