Obserwatorium kosmiczne Chandra oraz Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkryły parę supermasywnych czarnych dziur

– Nie spodziewaliśmy się zobaczyć czegoś takiego. Taki widok nie jest częstym zjawiskiem w pobliskim wszechświecie i mówi nam, że wewnątrz galaktyki dzieje się coś, o czym wciąż niewiele wiemy – powiedziała Anna Trindade Falcão z Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian w Cambridge w stanie Massachusetts w USA, główna autorka artykułu opublikowanego w „The Astrophysical Journal”.

Astrofizyczka odniosła się w ten sposób do odkrycia podwójnego układu supermasywnych czarnych dziur w znajdującej się 800 milionów lat świetlnych od nas galaktyce MCG-03-34-64. Zostały one wykryte za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra.

Wyjątkowy układ podwójny

Supermasywne czarne dziury są znane jako aktywne jądra galaktyk. Chociaż są czarne, to jasno świecą z powodu materii wpadającej do środka i nagrzewającej się podczas tego procesu. Astronomowie wiedzą obecnie, że wiele galaktyk zawiera w swoim jądrze supermasywne czarne dziury, które prawdopodobnie odgrywają kluczową rolę w ewolucji galaktyk. Supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki to Sagitarius A*.

Podczas gdy binarne czarne dziury były obserwowane już wcześniej, te dwie, nowo zarejestrowane, są najbliższą parą, jaką kiedykolwiek wykryto. Znajdowały się niegdyś w jądrach swoich galaktyk-gospodarzy, ale połączenie obu galaktyk spowodowało ich zbliżenie. Astrofizycy oczekują, że będą się do siebie zbliżać i prawdopodobnie za 100 milionów lat połączą się, wytwarzając w czasoprzestrzeni fale znane jako fale grawitacyjne. A ponieważ fuzje aktywnych jąder galaktyk zdarzały się często w chaotycznym wczesnym Wszechświecie, gdy zderzenia galaktyk były bardziej powszechne, obecna para czarnych dziur daje astronomom rzadki wgląd w to zjawisko.

Co zarejestrował Hubble?

Odkrycie było nieoczekiwane. Obrazowanie w wysokiej rozdzielczości z Hubble'a ukazało fuzję galaktyk MCG-03-34-064 oraz trzy jasne punkty. Są to trzy tzw. kolce dyfrakcji optycznej usytuowane wewnątrz galaktyki macierzystej. Zjawisko to wskazuje na dużą koncentrację świecącego tlenu na bardzo małym obszarze. Dwa jasne punktu z nich to zderzające się supermasywne czarne dziury.

Aby potwierdzić pierwsze wyniki, wykorzystano obrazowanie rentgenowskie Chandry. – Kiedy spojrzeliśmy na MCG-03-34-64 w paśmie rentgenowskim, zobaczyliśmy dwa oddzielne, potężne źródła wysokoenergetycznej emisji, które pokrywały się z jasnymi optycznymi punktami światła widzianymi przez Hubble'a. Połączyliśmy te elementy i doszliśmy do wniosku, że prawdopodobnie obserwujemy dwie położone blisko siebie supermasywne czarne dziury – komentuje Falcão.

Do tych zobrazowań dołożono archiwalne dane radiowe z Very Large Array w pobliżu Socorro w Nowym Meksyku. – Analizując jasne światło w zakresie optycznym, rentgenowskim i radiowym, wiele rzeczy można wykluczyć. Jedynym mocnym rozwiązaniem tej zagadki są sąsiadujące ze sobą czarne dziury. Po złożeniu wszystkich elementów w całość otrzymujemy obraz duetu aktywnych jąder galaktyk – mówi Falcão.

Tajemniczy trzeci punkt

A co z trzecim źródłem jasnego światła dostrzeżonym przez Hubble'a? Zespół wciąż nie rozgryzł tej zagadki. Choć padło już wiele sugestii. Jedna z nich mówi, że może to być gaz, na który oddziałuje strumień plazmy wystrzelony z jednej z czarnych dziur. Jednak aby to potwierdzić, konieczne są dalsze badania.

Tym, co budzi uznanie jest wykorzystanie możliwości trzech niesamowitych obserwatoriów, których moc pozwoliła zidentyfikować podwójny układ supermasywnych czarnych dziur rotujących wyjątkowo blisko siebie. Nigdy wcześniej nie zaobserwowano takiego zjawiska w centrum katastrofalnego zderzenia galaktyk.

Źródła: Phys, The Astrophysical Journal.

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.