Teleskop Hubble bada czarną dziurę galaktyki M87

0

Znajdujący się na orbicie okołoziemskiej teleskop Hubble, został wykorzystany przez naukowców ze Stanów Zjednoczonych oraz Wielkiej Brytanii do zbadania supermasywnej czarnej dziury (SMBH), znajdującej się w centrum najbardziej masywnej galaktyki w naszej grupie lokalnej – M87. Jak się okazało, obiekt ten nie znajduje się w centrum tej galaktyki, lecz jest w stosunku do niego przesunięty.

Najbardziej prawdopodobnym scenariuszem, mogącym doprowadzić do takiego zjawiska jest połączenie się dwóch starszych obiektów SMBH o mniejszej masie. Badania wskazują również, że zarejestrowane przesunięcie mogło być także wywołane przez słynny dżet materii, wypływający z centrum M87.

Przeprowadzone obserwacje zostały wykonane w ramach szerszego programu studiów nad tym obiektem z katalogu Messiera, z wykorzystaniem teleskopu Hubble. Odkrycie, że SMBH w centrum tej galaktyki jest przesunięta i może stanowić efekt połączenia dwóch takich czarnych dziur, stanowi bardzo ważny element, mogący posłużyć w badaniach nad detekcją fal grawitacyjnych oraz pracach teoretycznych, dotyczących modelowania łączenia się takich układów. Może to być również bezpośredni dowód na to, że czarne dziury istotnie łączą się, tworząc bardziej masywne obiekty – model teoretyczny przewiduje bowiem, że w takim przypadku nowo powstała SMBH zostanie nieco przesunięta w stosunku do centrum galaktyki z powodu emisji fal grawitacyjnych.

Po wyrzuceniu obiekt ten może potrzebować milionów lub nawet miliardów lat, by powrócić do środka galaktyki – zwłaszcza, jeśli jest to tak duża galaktyka eliptyczna jak M87. Dzięki temu zjawisku możliwe jest wyszukiwanie takich przesuniętych SMBH i na tej podstawie wnioskowanie o przeszłości całych galaktyk.

Dżety, takie jakie obserwuje się w przypadku M87, są często odnajdywane w przypadku obiektów nazywanych Active Galactic Nuclei – czyli galaktyk posiadających aktywne jądra. Uważa się, że sumermasywne czarne dziury mogą stać się aktywne w wyniku połączenia się dwóch galaktyk, opadania materiału na powierzchnię czarnej dziury oraz połączenia się dwóch SMBH. Z tego względu bardzo możliwym jest, że poszukiwanie dżetów może być sposobem na rozwiązanie zagadki narodzin takich galaktyk aktywnych – w tym najjaśniejszych obiektów we Wszechświecie – kwazarów, oraz procesów formujących te strumienie materii, wyrzucanej z jąder galaktyk.

Ponieważ wiele galaktyk wykazuje podobieństwo do M87, jest możliwe, że również one posiadają swoje SMBH przesunięte względem galaktycznych centrów. Niestety, przesunięcia te są bardzo niewielkie i ich detekcja możliwa była tylko za pośrednictwem teleskopu Hubble, wyposażonego w odpowiednią kamerę wysokiej rozdzielczości. Kamery, która nawet pomimo udanej misji serwisowej nie jest już stanie rejestrować obrazów w odpowiednim trybie, z powodu awarii urządzenia. Zamiast tego, naukowcy polegają na obszernym archiwum danych zebranych przez teleskop zanim doszło do awarii i wyszukują w nich te, które wskazują na istnienie przesuniętych SMBH.

Niezależnie od mechanizmu powstawania takich wspomnianych przesunięć, wykrycie takiej anomalii w przypadku M87 podważa ogólnie przyjęte założenie, że wszystkie SMBH znajdują się w centrach swoich galaktyk, a to oznaczać może zmiany w wielu aspektach współczesnej astronomii, a także rodzić nowe interesujące pytania – przede wszystkim nie wiadomo w jaki sposób rosnąca lub nieaktywna supermasywna czarna dziura oddziaływałaby z otaczającym ją środowiskiem galaktycznego jądra, w trakcie swojego przemieszczania się.

Łączenie się galaktyk bezpośrednio dotyczy także naszej Drogi Mlecznej, która za około 3 miliardy lat połączy się w Wielką Galaktyką Andromedy, w następstwie czego powstanie najprawdopodobniej aktywna galaktyka eliptyczna, podobna do M87. Także w tym przypadku połączenie się dwóch SMBH spowoduje powstanie nowego obiektu, który następnie będzie przemieszczał się w pobliżu centrum galaktyki przez miliardy lat.

Jeśli dodatkowo uwzględnimy, że obecne modele ewolucji galaktyk, opierają się właśnie na procesach ich łączenia się, to oznaczać to może, że wiele z nich może zawierać układy podwójne SMBH oraz takie, w których są one przesunięte względem galaktycznego centrum.

Źródło: Florida Institute of Technology

Share.

Comments are closed.