Monstrualna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej po raz kolejny okazuje się dziwniejsza od fikcji. Nowe badania naukowców pokazały, że supermasywna czarna dziura w centrum naszej Galaktyki zbytnio nie wiruje, co dostarcza więcej dowodów na to, że prawdopodobnie nie posiada dżetów.
Supermasywne czarne dziury, takie jak Sgr A* – monstrualna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej – charakteryzują się tylko dwiema liczbami: masą i spinem, ale mają krytyczny wpływ na powstawanie i ewolucję galaktyk. Według dr Avi Loeba, Franka B. Bairda Jr., profesora nauk ścisłych z Harvardu i astronoma CfA, a także współautora badań: czarne dziury uwalniają ogromne ilości energii, która usuwa gaz z galaktyk, a tym samym kształtuje ich historię formowania się gwiazd.
Chociaż naukowcy wiedzą, że masa centralnych czarnych dziur ma krytyczny wpływ na galaktykę macierzystą, zmierzenie wpływu ich spinu nie jest łatwe. Jak ujął to Loeb: wpływ wirowania czarnych dziur na orbity pobliskich gwiazd jest subtelny i trudny do bezpośredniego zmierzenia.
Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób Sgr A* wpłynęła na powstanie i ewolucję Drogi Mlecznej, Loeb i dr Giacomo Fragione z Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) zbadali orbity gwiezdne i przestrzenne rozmieszczenie gwiazd typu widmowego S – najbliższych gwiazd krążących wokół Sgr A* i podróżujących z prędkością do kilku procent prędkości światła – aby ograniczyć tempo wirowania czarnej dziury. Doszliśmy do wniosku, że supermasywna czarna dziura w centrum naszej Galaktyki wiruje powoli. Może to mieć poważne konsekwencje dla wykrywalności aktywności w centrum Drogi Mlecznej i przyszłych obserwacji Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) – powiedział Fragione.
Wydaje się, że gwiazdy typu S są ograniczone na dwóch preferowanych płaszczyznach. Loeb i Fragione wykazali, że gdyby Sgr A* miała znaczący spin, preferowane płaszczyzny orbity gwiazd w momencie ich narodzin pozostałyby do obecnej chwili niewyrównane. W naszych badaniach wykorzystaliśmy niedawno odkryte gwiazdy typu S, aby wykazać, że spin czarnej dziury Sgr A* musi być mniejszy niż 10% jej maksymalnej wartości, co odpowiada czarnej dziurze wirującej z prędkością światła. W przeciwnym razie wspólne płaszczyzny orbit tych gwiazd nie pozostałyby wyrównane podczas ich życia, jak widać to dzisiaj – powiedział Loeb.
Wynik badania wskazuje również na inny ważny szczegół dotyczący Sgr A*: jest mało prawdopodobne, aby miała dżet. Uważa się, że dżety są napędzane przez wirujące czarne dziury, które działają jak olbrzymie koło zamachowe – powiedział Loeb, a Fragione dodał: rzeczywiście, nie ma dowodów na aktywność dżetów w Sgr A*. Zbliżająca się analiza danych z EHT rzuci więcej światła na tę kwestię.
Odkrycie to zostało opublikowane na kilka dni przed ogłoszeniem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 2020 roku, która została częściowo przyznana naukowcom Reinhardowi Genzelowi i Andrei Ghez za ich przełomowe badania wykazujące, że Sgr A* jest czarną dziurą. Genzel i Ghez monitorowali ruch gwiazd wokół niej. Mierzyli jej masę, ale nie spin. Ustaliliśmy pierwszą wąską granicę spinu Sgr A*, dodając, że odkrycie nie byłoby możliwe bez oryginalnej pracy Genzel i Ghez nagrodzonej Noblem – powiedział Loeb.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
The Monster in the Middle of the Milky Way Is…Spinning Slowly?
https://www.cfa.harvard.edu/news/2020-28
An Upper Limit on the Spin of SgrA* Based on Stellar Orbits in Its Vicinity
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abb9b4
Źródło: CfA
Na ilustracji: Szerokie pole centrum Drogi Mlecznej ukazuje w świetle widzialnym wachlarz gwiazd, znajdujących się w tej małej przestrzeni. Źródło: ESO i Digitized Sky Survey 2. Podziękowania: Davide De Martin i S. Guisard.
