Supermasywne czarne dziury się przebudziły. „Przyczyna nie jest zrozumiała”

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył powtarzające się co kilka, kilkanaście godzin wybuchy w promieniach rentgenowskich pochodzące z obszarów centralnych dwóch galaktyk. Wcześniej nie wykazywały one jakiejkolwiek aktywności. Praca na ten temat ukazała się w periodyku „Nature”.

Głównym autorem pracy jest Riccardo Acordia – doktorant z Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE). Członkiem zespołu badawczego był również astronom z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego – dr Mariusz Gromadzki – poinformowało Obserwatorium Astronomiczne UW w komunikacie.

W centrum prawie każdej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura. W przypadku galaktyk podobnych do naszej Drogi Mlecznej, masy supermasywnych czarnych dziur zawierają się w przedziale od kilkuset tysięcy do kilku milionów mas Słońca. Dla porównania masa czarnej dziury w Drodze Mlecznej to 5 mln mas Słońca.

Supermasywne czarne dziury nie emitują żadnego światła, a o ich obecności astronomowie wnioskują na podstawie zachowania gwiazd i materii w ich najbliższym sąsiedztwie. Są też galaktyki ze znacznie masywniejszymi czarnymi dziurami (ich masy mogą sięgać nawet setek milionów mas Słońca).

Olbrzymie ilości promieniowania

Otoczone są one dyskami materii, która w ogromnych ilościach jest przez niepochłaniana. Wewnętrzne obszary takich dysków są rozgrzane do bardzo wysokiej temperatury i emitują olbrzymie ilości promieniowania, często kilkakrotnie większego niż wszystkie gwiazdy w danej galaktyce. Obiekty takie nazywane są kwazarami i oznaczane skrótem AGN (ang. active galactic nuclei), czyli aktywne jądra galaktyk. Są to najjaśniejsze obiekty we Wszechświecie – przypomniano w komunikacie.

Podczas rutynowego skanowania nieba teleskop rentgenowski eROSITA znalazł nietypowe obiekty zlokalizowane w centrach dwóch galaktyk, które niemal w regularnych odstępach czasu, co kilka, kilkanaście godzin, wysyłały ostre impulsy w promieniowaniu rentgenowskim.

Emitowana podczas nich energia jest porównywalna z całkowitą energią wypromieniowywaną przez ich macierzyste galaktyki.

„Było to odkrycie o tyle zaskakujące, że wcześniej podobne zjawisko zostało odkryte w przypadku dwóch kwazarów, a ich natura tłumaczona była procesami fizycznymi występującymi w wewnętrznych obszarach dysków akrecyjnych” – wskazano w komunikacie.

Zaskakujące odkrycie

Nowo odkryte zjawiska zostały potwierdzone przy użyciu dwóch innych rentgenowskich teleskopów XMM-Newton oraz NICER. W tym przypadku galaktyki, z których dochodzą impulsy są spokojne i nie pokazywały wcześniej żadnej zmienności związanej z pochłanianiem materii przez supermasywne czarne dziury. Są to zupełnie normalne galaktyki podobne do naszej Drogi Mlecznej.

„Przyczyna tych zjawisk nie jest do końca zrozumiała. Z pewnością w tym przypadku można odrzucić wyjaśnienie wymagające obecności dysku akrecyjnego. Najbardziej prawdopodobną przyczyną tej pseudo-okresowej zmienności jest obecność w pobliżu supermasywnej czarnej dziury gwiazdy, której orbita jest znacząco wydłużona” – oceniają naukowcy.

Jak wyjaśniono, gdy gwiazda znajduje się najbliżej czarnej dziury, część jej atmosfery jest odrywana przez ogromną grawitację, a następnie pochłaniana. Dalsze obserwacje oraz badania teoretyczne tych obiektów pozwolą potwierdzić bądź odrzucić proponowany scenariusz oraz zrozumieć mechanizmy aktywowania czarnych dziur w typowych galaktykach.

W badaniach brał udział doktor Mariusz Gromadzki z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Zajmował się on opracowaniem widm optycznych tych obiektów uzyskanych przy pomocy 10-metrowego teleskopu SALT, zlokalizowanego w Republice Południowej Afryki.

Widma te pozwoliły na wyznaczenie odległości do tych galaktyk oraz oszacowanie energii emitowanej podczas tych zjawisk.

#kosmos #nasa #galaktyka #supermasywna czarna dziura #promieniowanie rentgenowskie