Europejscy astronomowie odkrywaja bezdomna czarna dziure
Zespół europejskich astronomów, wykorzystując dwa z najsilniejszych dostępnych instrumentów astronomicznych - Kosmiczny Teleskop Hubble'a, należący do NASA/ESA, oraz teleskop VLT w Cerro Paranal w Chile, będący własnością ESO - odkrył jasny kwazar, któremu nie towarzyszy typowa masywna galaktyka macierzysta. Odkrycie to jest najważniejszym rezultatem połączonych obserwacji kwazarów za pomocą teleskopów Hubble'a i VLT, ponieważ stanowi pierwszy przekonywujący dowód na istnienie takiego obiektu. Jednym intrygującym wyjaśnieniem jest hipoteza głosząca, że galaktyka macierzysta kwazaru może być zbudowana niemal wyłącznie z "ciemnej materii". Odkrycie opisano w ubiegłym tygodniu w czasopiśmie Nature Physics. Kwazary to potężne i zazwyczaj bardzo odległe źródła promieniowania. Zwykle są otoczone galaktykami zawierającymi w swych centrach aktywne czarne dziury. Zespół składający się z astronomów z Belgii, Francji, Niemiec i Szwajcarii przeprowadził szczegółowe obserwacje 20 stosunkowo bliskich kwazarów, w celu zbadania właściwości ich galaktyk macierzystych. W przypadku 19 z nich stwierdzono, zgodnie z oczekiwaniami, że supermasywne czarne dziury są otoczone przez galaktykę macierzystą. Ale po zbadaniu jasnego kwazara HE0450-2958, oddalonego od Ziemi o około 5 miliardów lat świetlnych, nie znaleziono śladów takiej galaktyki. Supermasywne czarne dziury zwykle położone są sercach największych galaktyk, w tym w centrum naszej Drogi Mlecznej. Czarne dziury czasami spektakularnie manifestują swoją obecność pochłaniając otaczającą je materię. Obserwacje przeprowadzone w ostatnim dziesięcioleciu wykazały, że kwazary są zwykle otoczone masywnymi galaktykami macierzystymi. Zaobserwowanie galaktyki macierzystej kwazara stanowi wyzwanie, ponieważ całkowicie przyćmiewa on galaktykę i zasłania jej podstawową strukturę. W celu przezwyciężenia tego problemu astronomowie opracowali nową i wysoce skuteczną strategię. Łącząc zdjęcia o niezwykle dużej ostrości wykonane przez teleskop Hubble'a z wynikami spektroskopii z teleskopu VLT Europejskiego Obserwatorium Południowego naukowcy obserwowali wybrane 20 kwazarów jednocześnie z gwiazdą odniesienia. Posłużyła ona jako punktowe źródło światła, za pomocą którego odróżniano światło kwazara od ewentualnego światła galaktyki macierzystej. Jednak pomimo zastosowania innowacyjnych technik, wokół HE0450-2958 nie zaobserwowano galaktyki macierzystej. Oznacza to, że jeżeli ona istnieje, świeci co najmniej sześć razy słabiej niż typowe galaktyki macierzyste, lub jej promień jest krótszy niż około 300 lat świetlnych, tzn. jest ona od 20 do 170 razy mniejsza od typowych galaktyk macierzystych. - Musimy w związku z tym stwierdzić, że, wbrew naszym oczekiwaniom, tego jasnego kwazara nie otacza masywna galaktyka macierzysta - powiedział Pierre Magain z belgijskiego Ličge University. - Jesteśmy pewni, że mając do dyspozycji potężne połączone możliwości Hubble'a i VLT udałoby się nam wykryć normalną galaktykę macierzystą. Astronomowie zdołali jednak okryć w pobliżu kwazara interesującą małą chmurę gazu o szerokości około 2500 lat świetlnych, którą nazwali "plamą". Obserwacje prowadzone za pomocą VLT wykazują, że chmura ta emituje światło, ponieważ leży w obszarze intensywnego promieniowania pochodzącego z kwazara, a nie z gwiazd znajdujących się w jej wnętrzu. Najprawdopodobniej to właśnie gaz z tej chmury jest paliwem zasilającym supermasywną czarną dziurę, dzięki czemu stała się ona kwazarem. - Brak masywnej galaktyki macierzystej w połączeniu z obecnością chmury gazu i galaktyki, w której rodzą się gwiazdy, pozwalają sądzić, że odkryliśmy naprawdę egzotyczny kwazar - powiedział Frédéric Courbin z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne w Szwajcarii. - Nie ma wątpliwości, że nasilenie tworzenia się gwiazd w pobliskiej galaktyce i powstanie samego kwazara można przypisać zderzeniu, do którego musiało dojść około 100 milionów lat temu. Nie wiemy, co stało się z hipotetyczną galaktyką macierzystą kwazara. Astronomowie proponują kilka prawdopodobnych wyjaśnień. Czy galaktyka macierzysta uległa całkowitemu zniszczeniu w wyniku zderzenia? A może pojedyncza czarna dziura pochłonęła gaz w trakcie przejścia przez dysk galaktyki spiralnej? Taki wariant wydarzeń mógłby mieć miejsce w specjalnych warunkach i prawdopodobnie nie spowodowałby tak poważnych zakłóceń, jakie zaobserwowano w sąsiedniej galaktyce. Być może dalsze badania wyjaśnią sytuację. Kolejna intrygująca hipoteza zakłada, że galaktyka zawierającą czarną dziurę jest zbudowana niemal wyłącznie z "ciemnej materii". Być może to, co obserwujemy, jest normalnym etapem formowania się masywnej galaktyki, do którego doszło tym razem kilka miliardów lat później niż w większości innych przypadków.
Kraje
Belgia, Szwajcaria, Niemcy, Francja