NAUKA I ASTRONOMIA

Czarna dziura 17 miliardów bardziej masywna od Słońca

Astronomowie wykorzystali teleskop Hobby-Eberly, znajdujący się w McDonald Observatory (Texas, Stany Zjednoczone), aby zmierzyć masę obiektu, który może być najbardziej masywną czarną jaką do tej pory odnaleziono. Posiada ona masę 17 miliardów większą od naszego Słońca i znajduje się w galaktyce NGC 1277. Ta niezwykła czarna dziura stanowi 14% masy swojej galaktyki. Zwykle odnotowuje się stosunek zaledwie 0.1%. Galaktyka ta oraz kilka dodatkowych, które były ujęte w badaniach skłaniają do zmiany teorii jak czarne dziury oraz galaktyki się formują i ewoluują. Nowe informacje zostały opublikowane w ostatnim numerze Nature.

NGC 1277 leży 220 milionów lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Perseusza. Galaktyka ta ma wielkość oraz masę zaledwie 10% w porównaniu z naszą Drogą Mleczną. Pomimo niewielkich rozmiarów NGC 1277, szerokość czarnej dziury leżącej w jej sercu jest 11-krotnie większa od orbity Neptuna wokół Słońca.

„Ta galaktyka to naprawdę jakiś dziwak”, powiedział członek zespołu Karl Gebhardt z Uniwersytetu w Texasie. „Prawie cała galaktyka to czarna dziura. Może być to pierwszy obiekt w nowej klasie systemów galaktyk-czarnych dziur”. Ponadto najbardziej masywne czarne dziury zostały zaobserwowane w gigantycznych galaktykach, zwanych też eliptycznymi. Jednakże ta galaktyka jest relatywnie mała o kształcie soczewki, zwana po prostu galaktyką soczewkowatą.

czarnadziua1

Znalezisko pochodzi przez Massive Galaxy Survey (MGS) z użyciem teleskopu Hobby-Eberly. Celem badań jest lepsze zrozumienie formowania się czarnych dziur i galaktyk oraz ich wspólny rozwój i wzrost. Jest to proces, który wciąż nie jest dobrze zrozumiany.

„W tym momencie mamy trzy kompletnie różniące się od siebie mechanizmy, które mogą wyjaśniać połączenia pomiędzy czarnymi dziurami, a właściwościami galaktyk, które zamieszkują. Wciąż nie rozumiemy i nie wiemy, która z tych teorii jest najlepsza”, przyznaje w wywiadzie dla Nature główny autor badań Remco van den Bosch. Rozpoczął on te badania podczas habilitacji na Uniwersytecie w Texasie. Obecnie pracuje w Instytucie Maxa Plancka w Niemczech.

Problemem jest brak danych. Astronomowie znają masę mniej niż setki czarnych dziur w różnych galaktykach. Jednak pomiar masy czarnej dziury jest bardzo trudny i czasochłonny. Zespół zatem rozpoczął wspomniany Massive Galaxy Survey, aby w określić liczbę galaktyk, które byłby interesujące pod kątem przeprowadzanych badań.

„Kiedy starasz się zrozumieć cokolwiek, zawsze patrzysz na ekstremalne przypadki – najbardziej masywne i najmniej masywne”, mówi Gebhardt. „Wybraliśmy bardzo duży zakres najbardziej masywnych galaktyk w najbliższym sąsiedztwie we Wszechświecie”. Wszystko to, aby nauczyć się więcej na temat związku czarnych dziur z galaktykami.
Pomimo wciąż trwających badań, zespół przestudiował 700 z 800 obserwowanych galaktyk z wykorzystaniem teleskopu Hobby-Eberly. Gerbhardt wyjaśnia, że „badania te są wyłącznie możliwe dzięki temu teleskopowi. Teleskop najlepiej pracuje kiedy galaktyki są rozproszone po całym niebie. Wówczas można korzystać z jego całego potencjału – do tego właśnie został zaprojektowany”.

W obecnym opracowaniu zespół skupia się na sześciu najbardziej masywnych galaktykach. Okazało się, że jedna z nich – NGC 1277 – została już fotografowana przez teleskop Hubble’a. Pozwoliło to na dokonanie pomiarów jasności galaktyki w różnych odległościach od jej centrum. W połączeniu z danymi pochodzącymi z teleskopu Hobby-Eberly oraz szeregiem modeli opracowanych przez superkomputer, udało się określić masę czarnej dziury na aż 17 miliardów Słońc (plus-minus 3 miliardy).

„Masa tej czarnej dziury jest znacznie większa niż się spodziewano”, konytnuuje Gebhardt. „Prowadzi to nas do myśli, że bardzo masywne galaktyki mają odmienne procesy podczas których rosną w nich czarne dziury”.

czarnadziura2

Obserwatorium McDonald jest domem jednego z największych teleskopów na świecie. Teleskop Hobby-Eberly to czwarty na świecie pod względem średnicy lustra głównego teleskop optyczny. Obserwatorium to jest międzynarodowym liderem w edukacji i badaniach astronomicznych, a także pionierem owej generacji badań astronomicznych, jako partner Giant Magellan Telescope.

Źródło: University of Texas at Austin, Nature Grafika: Images: NASA/ESA/Andrew C. Fabian; D. Benningfield/K. Gebhardt/StarDate; David W. Hogg, Michael Blanton, oraz SDSS Collaboration

Przeczytaj także

Galaktyka PGC 10922 okiem Hubble

Alan O. Grinde

Gorące lato? Uważaj: kolektory słoneczne mogą się przegrzać

Artykuł Sponsorowany

Jak brzmi Słońce?

Szklana kula może zrewolucjonizować energię słoneczną na Ziemi

Alan O. Grinde

Dzień dobry słoneczko!

Alan O. Grinde

Groźnie wyglądająca para galaktyk nigdy się nie spotkała

Alan O. Grinde