Kosmiczne obserwatorium promieniowania rentgenowskiego Chandra oraz naziemne Very Large Array rejestrują niesamowitą scenerię jaka rozgrywa się w masywnej galaktyce M87, gdzie zachodzi erupcja ‘superwulkanu’, wyrzucającego ogromne ilości gazu. Ten kosmiczny spektakl zachodzi na skutek aktywności gigantycznej czarnej dziury znajdującej się w centrum galaktyki, powstrzymując setki milionów nowych gwiazd przed uformowaniem się.
Astronomowie, badający tę czarną dziurę oraz skutki które wywołuje, zostali zaskoczeni przez fakt jak dużo podobieństw występują pomiędzy tym obiektem, a wulkanem z Islandii, którego niesamowicie długa i skomplikowana w wymowie nazwa zagościła w tytułach gazet oraz innych mediach kilka miesięcy temu.
Galaktyka M87 oddalona jest od Ziemi o około 50 milionów lat świetlnych, leżąc w centralnej części gromady Panny, która zawiera tysiące galaktyk. Lokalizacja tej galaktyki oraz duża ilość obserwacji przeprowadzonych przez orbitalne obserwatorium Chandra uczyniło ten obiekt jednym z najlepszych przykładów do badań oddziaływań masywnych czarnych dziur na ich lokalne środowiska. Rezultaty uzyskane przez naukowców wskazują, iż czarne dziury mają dobrą kontrolę nad ewolucją całej galaktyki (w której się znajdują). Ich zasięg rozpościera się nawet dalej – na całą gromadę, podobnie jak jeden mały wulkan na Ziemi jest w stanie praktycznie mieć wpływ na duży obszar planety.
Gromada otaczająca galaktykę M87 wypełniona jest gorącym gazem emitującym promieniowanie rentgenowskie, które rejestruje Chandra. W miarę jak temperatura gazu spada, może on opadać w kierunku centrum galaktyki, gdzie zachodzi proces dalszego stygnięcia prowadzącego do powstawania nowych gwiazd. Jednakże radioobserwacje przeprowadzone przez Very Large Array sugerują, iż dżety galaktyki M87, zawierające wysoko energetyczne cząstki produkowane przez czarną dziurę, przeszkadzają w procesie opadania gazu. Dżety unoszą relatywnie chłodny gaz z pobliżu centrum, tworząc fale uderzeniowe w atmosferze galaktyki z uwagi na naddźwiękową prędkość tego unoszenia.
Naukowcy zaangażowani w badania znaleźli podobieństwo w tej interakcji kosmicznej ‘erupcji’ z galaktycznym środowiskiem do ziemskiego wulkanu – Eyjafjallajokull, który kilka miesięcy temu zmusił większość europejskich lotnisk do wstrzymania przyjmowania i odprawiania lotów samolotów. W Eyjafjallajokull bąble gorącego gazu przebijały się ku powierzchni lawy, generując fale uderzeniowe, które były możliwe do ujrzenia w siwym dymie wydobywającym się z wulkanu. Następnie gorący gaz wznosił się w atmosferze, ciągnąc za sobą ciężkie obłoki pyłu. Proces ten widoczny jest na poniższym materiale wideo, kiedy za falami uderzeniowymi propagującymi w dymie, wznoszą się ciemne chmury pyłowe.
{youtube}BicT13ecUbc{/youtube}
Podgląd z helikoptera na islandzki wulkan Eyjafjallajokull w momencie wybuchu, wyraźnie widoczne są fale uderzeniowe, za którymi pojawiają się obłoki pyłu / Credits: youtube.com, Omar Ragnarsson
Zgodnie z analogią do Eyjafjallajokull, wysoko energetyczne cząstki produkowane w bliskiej okolicy czarnej dziury przenikały poprzez emitującą promieniowanie rentgenowskie atmosferę gromady, unosząc ze sobą najzimniejszy gaz z centrum M87 w sposób bardzo podobny w jakim gorące, wulkaniczne gazy ciągną za sobą chmury ciemnego popiołu. I tak jak to zaobserwowano na materiale przedstawiającym islandzki wulkan, tak widoczne były fale uderzeniowe generowane przez czarną dziurę. Świadczy to o możliwości zaistnienia astronomicznych fenomenów w egzotycznej wersji tutaj na Ziemi, w mniejszej skali, ale przy udziale tych samych praw fizyki.
W M87 obłoki chłodniejszego gazu, który unoszony jest z centrum, posiadają podobną masę do masy gazu, który zawarty jest w odległości do 12 tysięcy lat świetlnych od centrum gromady galaktyki. Może to nam tylko uświadomić jak bardzo efektywnym ‘kosmicznym wulkanem’ jest czarna dziura znajdująca się w M87. Unoszony z centrum gaz mógłby uformować setki milionów gwiazd, gdyby nie działalność czarnej dziury. Z całą pewnością może się to wydawać stratą o wiele większą, niż problemy których doświadczyły firmy lotnicze w Europie podczas wybuchu Eyjafjallajokull.
Erupcja w galaktyce M87, która uniosła chłodniejszy gaz, musiała mieć miejsce około 150 milionów lat temu, jednak mniejsza erupcja, która wytowrzyła falę uderzeniową, miała miejsce około 11 milionów lat temu. Obraz z Chandra został złożony na podstawie obserwacji przeprowadzonych w czasie prawie 7 dni. Dodatkowo w badaniu zjawiska pomógł materiał w paśmie rentgenowskim, zebranym przez inny orbitalny teleskop – należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej – XMM-Newton.
(NASA)
