Nauka dla Społeczeństwa

26.11.2022
PL EN
21.02.2022 aktualizacja 21.02.2022

Zbadano supermasywną czarną dziurę schowaną w pierścieniu kosmicznego pyłu

Zdjęcie w lewym panelu pokazuje widok galaktyki aktywnej Messier 77 uchwycony przez instrument FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) na należącym do ESO teleskopie VLT. Prawy panel stanowi widok w powiększeniu na bardzo wewnętrzny obszar tej galaktyki, jej aktywne jądro widziane przez instrument MATISSE pracujący na interferometrze VLTI. Zdjęcie w lewym panelu pokazuje widok galaktyki aktywnej Messier 77 uchwycony przez instrument FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) na należącym do ESO teleskopie VLT. Prawy panel stanowi widok w powiększeniu na bardzo wewnętrzny obszar tej galaktyki, jej aktywne jądro widziane przez instrument MATISSE pracujący na interferometrze VLTI.

Dzięki Interferometrowi Bardzo Dużego Teleskopu (VLTI) naukowcy zaobserwowali obłok kosmicznego pyłu w centrum galaktyki Messier 77, w którym chowa się supermasywna czarna dziura. Daje to astronomom nowy wgląd w tzw. aktywne jądra galaktyk, jedne z najjaśniejszych i najbardziej tajemniczych obiektów we Wszechświecie - poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Aktywne jądra galaktyk, oznaczane przez astronomów skrótem AGN, od angielskiego określenia „active galactic nucleus”, to bardzo energetyczne źródła odkrywane w centrach niektórych galaktyk. W tych miejscach supermasywne czarne dziury „posilają się” wielkimi ilościami kosmicznego pyłu i gazu. Zanim jednak materia zostanie pochłonięta przez czarną dziurę, spada na nią po spirali, uwalniając w całym procesie gigantyczne ilości energii. Często promieniowanie to przewyższa moc wszystkich gwiazd w galaktyce.

AGN-y zostały odkryte w latach 50. ubiegłego wieku. Obecnie wiadomo, że istnieją różne ich typy. Dla przykładu niektóre charakteryzują się wybuchami fal radiowych, a inne tego nie robią, jedne świecą jasno w zakresie widzialnym, a inne są bardziej przytłumione.

Około 30 lat temu powstała teoria, pozwalająca wyjaśnić różne AGN-y. Nazywa się zunifikowanym modelem AGN-ów. Według niej różnice w obserwowanym wyglądzie tych obiektów wynikają z orientacji, w jakiej z Ziemi oglądamy czarną dziurę i gruby pierścień materii wokół niej. Typ AGN-u zależy od tego w jakim stopniu pierścień materii przesłania czarną dziurę.

Nowe obserwacje galaktyki Messier 77 pozwoliły wyjaśnić zagadkę jaka nurtowała naukowców. Chodziło o to czy pył może całkowicie ukryć supermasywną czarną dziurę – taka sytuacja wyjaśniałaby, dlaczego w przypadku tej galaktyki AGN świeci zdecydowanie słabiej w zakresie widzialnym, niż inne aktywne jądra galaktyk.

Łącząc zmiany temperatury pyłu (od około temperatury pokojowej do około 1200 stopni Celsjusza), spowodowane intensywnym promieniowaniem od czarnej dziury - z mapami absorpcji, badacze stworzyli dokładny obraz pyłu i wskazali, gdzie musi znajdować się czarna dziura. Pył rozmieszczony jest w grubym pierścieniu wewnętrznym oraz w bardziej rozciągniętym dysku, a supermasywna czarna dziura usytuowana jest w centrum. Ten wynik jest wsparciem dla wspomnianego zunifikowanego modelu tych obiektów.

W swoich analizach badacze wykorzystali obserwacje przy pomocy instrumentu MATISSE w Obserwatorium Paranal w Chile, należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). MATISSE łączy światło podczerwone zbierane przez cztery 8,2-metrowe teleskopy VLT, używając techniki zwanej interferometrią. W ten sposób przeskanowano centrum galaktyki Messier 77, odległej od nas o 47 milionów lat świetlnych.

W analizach wykorzystano też dane z ALMA, wielkiej sieci radioteleskopów, w której Europa (w tym Polska) jest reprezentowana przez ESO. Wyniki badań opublikowano w „Nature”. Międzynarodowym zespołem badawczym kierowała Violeta Gámez Rosas z Obserwatorium w Lejdzie (Holandia).

cza/ zan/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2022