EPUP |
5282 planet |
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.
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."
[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.
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".