Odkrycie najmłodszej czarnej dziury w galaktyce M100

0

Galaktyka M100 znajduje się w konstelacji Warkocza Bereniki i jest oddalona od Ziemi o około 55 milionów lat świetlnych. W 1979 roku z galaktyki tej dotarło do nas światło gwiazdy o masie dwudziestokrotnie większej od Słońca, która eksplodowała jako supernowa, stając się jednocześnie obiektem szeroko zakrojonych, wieloletnich obserwacji w wielu zakresach promieniowania. Supernowa ta przeszła do historii pod oznaczeniem SN1979C.

Obecnie obiekt ten znów jest w centrum uwagi naukowców – SN1979C stał się bowiem celem obserwacji, które wykonano z użyciem obserwatoriów orbitalnych, pracujących w zakresie rentgenowskim. Dane pochodzące z instrumentów rejestrujących promieniowanie X pozwoliły na wykrycie źródła tego promieniowania, które nie ulegało zmianom przez okres 12 lat, pomiędzy 1995 a 2007 rokiem. Zjawisko to, wraz z rejestrowanym rozkładem energii, stanowi istotny materiał, który wydaje się potwierdzać teorię, iż w miejscu eksplozji utworzyła się czarna dziura na którą opada materiał pierwotnie należący do gwiazdy lub spływający z gwiazdy-towarzysza, jeśli jest to układ podwójny.

Wiele z zaobserwowanych narodzin czarnych dziur w odległych częściach Wszechświata, wiąże się z wygenerowaniem impulsu wysokoenergetycznego promieniowania gamma (GRB) i to właśnie dzięki niemu możliwe jest ich wykrywanie. Jednak w przypadku SN1979C zapadająca się gwiazda należała do grupy supernowych, które prawdopodobnie nie generują impulsów GRB.

Dla naukowców jest to bardzo istotna wiadomość, ponieważ według obecnego modelu teoretycznego większość czarnych dziur powinna się tworzyć w eksplozjach nie wytwarzających rozbłysków gamma, choć konkretnego przykładu nie udało się do tej pory zarejestrować. Identyfikacja SN1979C jako źródła narodzin czarnej dziury może zatem oznaczać, że jest to pierwszy zaobserwowany obiekt, który powstał w wyniku typowego procesu formowania się tych osobliwych pozostałości po gwiazdach.

SN1979C wpisuje się również w model teoretyczny przedstawiony w pracy naukowej z 2005 roku, który zakłada, że jasny rozbłysk w zakresie światła widzialnego (dzięki czemu supernowa została odkryta przez astronoma amatora) był spowodowany dżetem materii pochodzącym z czarnej dziury, który nie mógł jednak przebić się przez otoczkę wodorową, aby utworzyć rozbłysk gamma.

Obserwacje tego rodzaju czarnych dziur są trudnym zadaniem, ponieważ wymagają wieloletnich badań w zakresie promieniowania rentgenowskiego, które jest w całości pochłaniane przez atmosferę Ziemi. Z tego względu naukowcy muszą korzystać z obserwatoriów orbitalnych, pracujących w tym zakresie promieniowania, takich jak zbudowany przez NASA satelita Chandra, Europejski XMM-Newton, czy powstały w kooperacji amerykańsko-europejskiej ROSAT. Właśnie te satelity dostarczyły danych, umożliwiających wysnucie wniosku o powstaniu czarnej dziury w eksplozji SN1979C, choć pewną rolę odegrał również satelita Swift, dokonujący detekcji i identyfikacji rozbłysków gamma, ale także wyposażony w instrument XRT, pracujący w zakresie rentgenowskim.

Choć rezultaty badań wskazują na istnienie czarnej dziury, to sprawa supernowej SN1979C nie jest jednak jeszcze zamknięta. W eksplozji mogły bowiem powstać również inne obiekty – na przykład niezwykle szybko rotująca gwiazda neutronowa, która może generować strumień cząstek o wysokich energiach. Cząstek, które są źródłem rejestrowanego promieniowania rentgenowskiego. Oznaczałoby to, że SN1979C jest w istocie przykładem mgławicy pulsarowej (plerionu) – analogicznym do mgławicy Krab, choć młodszym od niej o 925 lat.

Rezultaty badań zostaną opublikowane w magazynie New Astronomy.

(NASA)

Share.

Comments are closed.