Supermasywna czarna dziura żeruje na kosmicznej meduzie
Dodane przez jacek dnia 16/08/2017 22:45:54
Instrument MUSE na teleskopie VLT odkrył nowy sposób zasilania czarnych dziur

slowaKluczowe Example of a jellyfish galaxy
Observations of "Jellyfish galaxies" with ESO"s Very Large Telescope have revealed a previously unknown way to fuel supermassive black holes. It seems the mechanism that produces the tentacles of gas and newborn stars that give these galaxies their nickname also makes it possible for the gas to reach the central regions of the galaxies, feeding the black hole that lurks in each of them and causing it to shine brilliantly.
This picture of one of the galaxies, nicknamed JO204, from the MUSE instrument on ESO"s Very Large Telescope in Chile, shows clearly how material is streaming out of the galaxy in long tendrils to the lower-left. Red shows the glow from ionised hydrogen gas and the whiter regions are where most of the stars in the galaxy are located. Some more distant galaxies are also visible.
Źródło:ESO/GASP collaboration
Obserwacje "galaktyk meduzowatych" przy pomocy należącego do ESO teleskopu VLT ujawniły nie znany wcześniej sposób na czerpanie paliwa przez czarne dziury. Wydaje się, że mechanizm ten produkuje gazowe "macki", a nowo narodzone gwiazdy, od których pochodzi przezwisko dla tego rodzaju galaktyk, umożliwiają dotarcie gazu w centralne rejony galaktyk, żywiąc czarną dziurę, która znajduje się w każdej z galaktyk i powoduje ich jasne świecenie. Wyniki badań ukazały się dzisiaj w czasopiśmie "Nature".
Treść rozszerzona

Obserwacje "galaktyk meduzowatych" przy pomocy należącego do ESO teleskopu VLT ujawniły nie znany wcześniej sposób na czerpanie paliwa przez czarne dziury. Wydaje się, że mechanizm ten produkuje gazowe "macki", a nowo narodzone gwiazdy, od których pochodzi przezwisko dla tego rodzaju galaktyk, umożliwiają dotarcie gazu w centralne rejony galaktyk, żywiąc czarną dziurę, która znajduje się w każdej z galaktyk i powoduje ich jasne świecenie. Wyniki badań ukazały się dzisiaj w czasopiśmie "Nature".

Kierowany przez Włochów zespół astronomów użył instrumentu MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile do zbadania, w jaki sposób galaktyki mogą być pozbawiane gazu. Badacze skupili się na ekstremalnych przykładach "galaktyk meduzowatych" w pobliskich gromadach galaktyk. Nazwa tego rodzaju galaktyk pochodzi od długich "macek" materii, które rozciągają się na dziesiątki tysięcy lat świetlnych poza dyskami galaktycznymi. [1] [2].

"Macki" te są produkowane w gromadach galaktyk przez proces zwany odzieraniem z gazu przez ciśnienie tłoczne. Wzajemne oddziaływanie grawitacyjne powoduje, że galaktyki spadają z dużymi prędkościami do gromady galaktyk, w której natrafiają na gorący, gęsty gaz, działający jak potężny wiatr, powodujący przesunięcie ogonów gazu poza dysk galaktyki i pobudzający procesy gwiazdotwórcze.

slowaKluczowe Visualisation of MUSE view of Jellyfish Galaxy
This visualisation shows a jellyfish galaxy in the three-dimensional view of the MUSE instrument on ESO's Very Large Telescope. This combines the normal two-dimensional view with the third dimension of wavelength. This galaxy has undergone ram pressure stripping as it moves rapidly into the hot gas in a galaxy cluster, and streamers of gas and young stars are trailing behind it. These show up as the tentacles extending to the right in this picture as they have different velocities to the main disc of the galaxy, shown at the left.
a 3D interactive view of this galaxy is available.
Źródło:ESO

Okazało się, ze sześć na siedem "galaktyk meduzowatych", z grupy, którą zbadano, posiada supermasywną czarną dziurę w centrum, pożerającą otaczający gaz [3]. Jest to nieoczekiwanie duży odsetek " ogólnie w galaktykach jest to mniej niż jedna na dziesięć.

"Silny związek pomiędzy odzieraniem z gazu przez ciśnienie tłoczne, a aktywnością czarnych dziur nie był przewidywany i nigdy wcześniej go nie obserwowano" mówi Bianca Poggianti z INAF-Astronomical Observatory w Padwie (Włochy), kierownik zespołu badawczego. "Wydaje się, że centralna czarna dziura zasilana jest gazem, który zamiast zostać usunięty na zewnątrz, dociera do centrum galaktyki." [4]

Długotrwałe pytanie, to dlaczego tylko niewielki procent supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk jest aktywne. Supermasywne czarne dziury występują prawie we wszystkich galaktykach, dlaczego więc niewiele z nich akreuje materię i jasno świeci" Uzyskane wyniki ukazują nieznany wcześniej mechanizm poprzez który czarne dziury mogą być zasilane

Yara Jaffé, stażystka w ESO, która uczestniczyła w badaniach, wyjaśnia ich znaczenie: "Obserwacje przy pomocy MUSE sugerują nowy mechanizm dla przepływu gazu w otoczenie czarnej dziury. Wynik ten jest ważny, ponieważ daje nam nowy element układanki w niezbyt dobrze rozumianych związkach pomiędzy supermasywnymi czarnymi dziurami, a ich galaktykami macierzystymi."

Obserwacje są częścią trwających aktualnie, znacznie szerszych badań wielu "galaktyk meduzowatych".

"Gdy przegląd zostanie ukończony, pokaże jak wiele i które bogate w gaz galaktyki wpadające do gromad przechodzą przez okres wzmożonej aktywności swoich jąder" podsumowuje Poggianti. "Istniejącą od dawna w astronomii zagadką jest próba zrozumienia, w jaki sposób galaktyki powstają i zmieniają się w ekspandujących i ewoluujących Wszechświecie. Galaktyki meduzowate są kluczowe w zrozumieniu ewolucji galaktyk, ponieważ widzimy je w trakcie dramatycznej transformacji."

Uwagi

[1] Do tej pory odkryto ponad 400 kandydatek na "galaktyki meduzowate".

[2] Uzyskane wyniki są częścią efektów programu obserwacyjnego znanego jako GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE), który jest prowadzony jako ESO Large Programme skierowany na zbadanie gdzie, jak i dlaczego gaz może być usuwany z galaktyk. GASP uzyskuje głębokie, szczegółowe dane z MUSE dla 114 galaktyk w różnym otoczeniu, skupiając się szczególnie na "galaktykach meduzowatych". Aktualnie trwają obserwacje.

[3] Jest dobrze ustalone, iż prawie każde, jeśli nie wszystkie, galaktyka posiada supermasywną czarną dziurę w swoim centrum, mającą masę od kilku milionów do kilku miliardów mas Słońca. Gdy czarna dziura przyciąga materię ze swojego otoczenia, emituje energię elektromagnetyczną, powodując jedne z najbardziej energetycznych zjawisk astrofizycznych: aktywne jądra galaktyk (AGN).

[4] Zespół naukowców zbadał także alternatywne wyjaśnienie dla aktywności centralnego AGN-a: wkład od innych galaktyk w utratę gazu. Wydaje się to mniej prawdopodobne. Wewnątrz gromady galaktyk, "galaktyki meduzowate" są rozmieszczone w strefie, w której gorący, gęsty gaz z ośrodka międzygalaktycznego z dużym prawdopodobieństwem tworzy długie galaktyczne pasma, redukując możliwość, że są one tworzone przez aktywność AGN-a. Są zatem silniejsze dowody na to, że ciśnienie tłoczne wzbudza AGN-y, a nie odwrotnie.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt,: "Ram Pressure Feeding Supermassive Black Holes", B. Poggianti et al., który ukaże się 17 sierpnia 2017 r. w czasopiśmie Nature.

Skład zespołu badawczego: B. Poggianti (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), Y. Jaffé (ESO, Chile), A. Moretti (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), M. Gullieuszik (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), M. Radovich (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), S. Tonnesen (Carnegie Observatory, USA), J. Fritz (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Meksyk), D. Bettoni (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), B. Vulcani (University of Melbourne, Australia; INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), G. Fasano (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Włochy), C. Bellhouse (University of Birmingham, UK; ESO, Chile), G. Hau (ESO, Chile) oraz A. Omizzolo (Vatican Observatory, Watykan).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się "największym okiem świata na niebo".

Linki

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii