Zdjęcia jasnych, bogatych w gaz galaktyk, które się zderzają, wykonane w podczerwonym paśmie K. Rozmiar zdjęcia to 10 sekund łuku. Źródło: NAOJ. Japoński teleskop Subaru posłużył naukowcom do zbadania supermasywnych czarnych dziur w zderzających się galaktykach, poinformowało Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Japonii (NAOJ).
Obserwacje astronomiczne sugerują, że w centrach galaktyk istnieją supermasywne czarne dziury o masach co najmniej milion razy większych niż masa Słońca. Gdy zderzą się ze sobą dwie bogate w gaz galaktyki, które posiadają takie czarne dziury, powoduje to nie tylko znaczące uaktywnienie procesów tworzenia nowych gwiazd, ale także wzmaga tempo pochłaniania materii przez supermasywną czarną dziurę w centrum galaktyki.
Proces, w ramach którego to zachodzi, nazywany jest akrecją masy. Gdy materia akreuje (spada) na czarną dziurę, dysk akrecyjny wokół obiektu staje się bardzo gorący i bardzo jasny. Obiekty, w których zachodzą takie procesy, zwane są aktywnymi jądrami galaktyk (AGN – active galatic nuclei).
Zdjęcia w podczerwonych pasmach K oraz L’ pokazują cztery jasne, bogate w gaz galaktyki, które się zderzają i wykazują istnienie wielokrotnych supermasywnych czarnych dziur. Źródło: NAOJ. Zespół naukowców, którym kierował dr Masatoshi Imanishi, przeprowadził obserwacje w podczerwieni za pomocą instrumentu IRCS, z wykorzystaniem systemu optyki adaptywnej teleskopu Subaru. Naukowcy badali zderzające się jasne podczerwone galaktyki, analizując światło w pasmach K (długość fali 2,2 mikrometra) oraz L’ (3,8 mikrometra).
Bezpośrednie obrazy posłużyły do opracowania metody odróżniania aktywności pochodzącej od supermasywnych czarnych dziur od wywoływanej procesami gwiazdotwórczymi. Efektywność generowania promieniowania jest w przypadku akreujących supermasywnych czarnych dziur znacznie wyższa. Takie obiekty wytwarzają znaczne ilości gorącego pyłu (o temperaturach kilkuset kelwinów), który powoduje silne promieniowanie w paśmie L’. W związku z tym stosunek emisji w pasmach K oraz L’ pozwala odróżnić przyczynę zachodzących procesów.
Badania w podczerwieni pozwalają na wykrycie nawet głęboko ukrytych supermasywnych czarnych dziur, gdyż w tym zakresie długości fali osłabianie światła przez pył jest zdecydowanie mniejsze niż w zakresie widzialnym.
Łącznie naukowcy przeprowadzili obserwacje 29 zderzających się jasnych podczerwonych galaktyk. Okazało się, że we wszystkich, z wyjątkiem jednej, występuje co najmniej jedna supermasywna czarna dziura, będąca w stanie aktywności. Oznacza to, że w zasobnych w gaz galaktykach, które się zderzają, następuje akrecja dużej ilości materii na supermasywną czarną dziurę.
Jedynie w przypadku czterech galaktyk zaobserwowano wielokrotne aktywne supermasywne czarne dziury. Gdyby każda z galaktyk, które się zderzają, miała supermasywną czarną dziurę, powinniśmy obserwować więcej wielokrotnych obiektów w galaktykach po zderzeniu. Niewielka ilość oznacza więc, iż nie wszystkie supermasywne czarne dziury w bogatych w gaz galaktykach aktywnie akreują masę i że występuje zróżnicowanie tego tempa.
Naukowcy wskazują, że oznacza to, iż lokalne warunki wokół supermasywnej czarnej dziury mają większy wpływ na procesy akrecji niż ogólne własności całej galaktyki. Skala akrecji w niewielkim stopniu zależy od skali galaktyki, co utrudnia symulacje zderzających się galaktyk.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
Przeczytaj więcej: 
