Radioastronomowie świadkami uaktywnienia się supermasywnej czarnej dziury

Supermasywna czarna dziura 20 milionów razy większa od Słońca, rezydująca w odległej o 42 miliony lat świetlnych galaktyce NGC 660, rozpoczęła fazę aktywną po okresie uśpienia. Świadkami tego byli astronomowie prowadzący obserwacje radioteleskopami.

Supermasywne czarne dziury rezydują w jądrach większości galaktyk, w tym także w centrum Drogi Mlecznej. Jednak w różnych okresach ich aktywność może się zmieniać: mają fazy spokojne, gdy wokół jest niewiele materii, którą mogłyby pochłaniać (akreować) oraz fazy aktywne, gdy materii w pobliżu jest dużo. Około 10 procent galaktyk posiada bardzo aktywne czarne dziury. W ich przypadku obserwowane są dżety materii.

Naukowcy zajmujący się badania radioastronomicznymi zaobserwowali obiekt będący supermasywną czarną dziurą, która właśnie się "obudziła" i weszła w fazę aktywną. Obiekt ten znajduje się w centrum galaktyki NGC 660. Obserwacje prowadzone za pomocą 300-metrowego radioteleskopu Arecibo w Puerto Rico w 2012 roku pokazały, że NGC 660 pojaśniała  setki razy w czasie zaledwie kilku miesięcy, czyli bardzo krótkim jak na galaktyki (które zazwyczaj tak szybko nie zmieniają jasności). Pojawiła się w związku z tym hipoteza, że przyczyną pojaśnienia był jakiś obiekt - wybuch gwiazdy albo aktywność czarnej dziury.

Badania prowadzono przez kolejne trzy lata przy użyciu sieci radioteleskopów MERLIN w Wielkiej Brytanii, Westerbork w Holandii oraz Europejskiej Sieci VLBI (EVN) i instrumentów z Rosji, Chin i RPA. Dane analizował zespół kierowany przez dr Megan Argo z Jodrell Bank Centre for Astrophysics. Uzyskane obrazy pozwoliły na rozdzielenie struktur o rozmiarach około jednego roku świetlnego. Okazało się, że dokładnie w miejscu, w którym powinna znajdować się supermasywna czarna dziura, widać bardzo jasne radioźródło, którego nie było na archiwalnych obrazach radiowych sprzed 2010 roku.

Wszystko wskazuje zatem, że dostrzeżono uaktywnienie się supermasywnej czarnej dziury. Obiekt tego typu gdy są w fazie spokojnej, nie powodują emisji dużej ilości promieniowania i można je wykryć wtedy jedynie na podstawie oddziaływań grawitacyjnych. Z kolei w fazie aktywnej obserwowane jest pojaśnienie tego obszaru. Gaz, pył i gwiazdy znajdujące się w pobliżu czarnej dziury krążą po orbitach wokół niej, tracąc powoli energię i opadając po spirali na czarną dziurę. Procesowi akrecji materii przez czarną dziurę towarzyszy powstanie szybkich dżetów wyrzucanych z jej okolic. Prędkośc materii w dżetach jest bardzo duża, w przypadku dżetów w centrum NGC 660 wynosi około 10 procent prędkości światła.

Więcej informacji:


Źródło: Royal Astronomical Society

Na ilustracji:
Mapa centralnych obszarów galaktyki NGC 660 wykonana za pomocą Europejskiej Sieci VLBI w październiku 2013 r. Oznaczenia: 1 – położenie czarnej dziury, 2 i 3 – dżety materii. Źródło: Megan Argo / JCBA.