Niemal naga supermasywna czarna dziura wyrwana ze swojej galaktyki w potężnym zderzeniu galaktyk

dnia 03/11/2016

closegalacti

Astronomowie wykorzystujący super wysoką rozdzielczość należącej do National Science Foundation sieci VLBA (Very Long Baseline Array) odkryli postrzępione pozostałości po galaktyce, która przeleciała przez inną, większą galaktykę. W skutek tego zderzenia z mniejszej galaktyki wyrwana została niemal naga supermasywna czarna dziura, która oddala się od większej galaktyki z prędkością ponad 3500 kilometrów na sekundę.

Obie galaktyki stanowią fragment gromady galaktyk znajdującej się ponad 2 miliardy lat świetlnych od Ziemi. Zderzenie galaktyk, do którego doszło miliony lat temu pozbawiło mniejszą galaktykę niemal wszystkich gwiazd i gazu. Jedyne co pozostało to czarna dziura i niewielka pozostałość po galaktyce o rozmiarach zaledwie 3000 lat świetlnych. Dla porównania nasza galaktyka – Droga Mleczna rozciąga się na niemal 100 000 lat świetlnych.

Odkrycia dokonano w ramach programu poszukiwania supermasywnych czarnych dziur charakteryzujących się masą miliony lub miliardy razy większą od masy Słońca, a które nie znajdują się w centrach galaktyk. Supermasywne czarne dziury można znaleźć w centrach praktycznie wszystkich galaktyk. Duże galaktyki często rosną pożerając mniejsze – w takim przypadku czarne dziury obu galaktyk zazwyczaj zaczynają krążyć wokół siebie, a z czasem się ze sobą zlewają.

„Poszukiwaliśmy orbitujących par supermasywnych czarnych dziur, z których jedna byłaby wyrwana z centrum swojej galaktyki, co mogłoby świadczyć o wcześniejszym połączeniu się galaktyk,” mówi James Condon z National Radio Astronomy Observatory. „Zamiast tego odkryliśmy tę czarną dziurę uciekającą z większej galaktyki i pozostawiającą za sobą tylko odłamki,” dodaje.

„Nigdy wcześniej nie widzieliśmy niczego podobnego,” dodaje Condon.

Astronomowie rozpoczęli swoje poszukiwania wykorzystując VLBA do wykonania wysokiej rozdzielczości zdjęć ponad 1200 galaktyk wcześniej zidentyfikowanych w ramach wielkoskalowych przeglądów nieba w podczerwieni i zakresie radiowym. Obserwacje za pomocą VLBA wykazały, że supermasywne czarne dziury niemal wszystkich tych galaktyk znajdują się w ich centrach.

Niemniej jednak, jeden obiekt w gromadzie galaktyk ZwCI 8193 wyraźnie odróżniał się od pozostałych. Dokładniejsze badania wykazały, że ten obiekt nazwany B3 1715+425 to supermasywna czarna dziura otoczona dużo mniejszą i słabszą galaktyką niż oczekiwano. Dodatkowo obiekt ten ucieka z centrum dużo większej galaktyki pozostawiając za sobą strumień zjonizowanego gazu.

Naukowcy doszli do wniosku, że B3 1715+425 to pozostałość po galaktyce, która przeleciała przez znacznie większą galaktykę tracąc przy tym większość swoich gwiazd i gazu. W efekcie dawna galaktyka jest teraz jedynie niemal nagą supermasywną czarną dziurą.

Uciekająca pozostałość po galaktyce – według naukowców – najprawdopodobniej nadal będzie traciła masę i przestanie formować nowe gwiazdy.

„Za jakiś miliard lat najprawdopodobniej będzie całkowicie niewidoczna,” mówi Condon. Oznacza to, że takich obiektów, takich pozostałości po dawnych zderzeniach galaktyk może być znacznie więcej. Dlatego też naukowcy będą nadal ich poszukiwać. Aktualnie zespół bada kolejne obiekty w ramach długoterminowego projektu realizowanego na VLBA. Dzięki temu, że w tym projekcie nie ma ograniczeń czasowych, naukowcy wykorzystują czas obserwacyjny pomiędzy innymi planowanymi obserwacjami.

„Dane zebrane za pomocą VLBA są naprawdę wysokiej jakości. Jesteśmy w stanie z dużą precyzją określić położenie supermasywnych czarnych dziur. Czynnikiem ograniczającym jest precyzja określania położenia galaktyk w innych zakresach promieniowania.” Dzięki nowym optycznym teleskopom, które rozpoczną obserwacje w nadchodzących latach, takim jak Large Synoptic Survey Telescope (LSST), naukowcy będą w stanie wykonywać jeszcze lepsze zdjęcia niż za pomocą VLBA. Stąd nadzieja, że uda się odkryć więcej obiektów takich jak B3 1715+425.

„Może także uda się odkryć podwójne supermasywne czarne dziury, których poszukiwaliśmy od samego początku,” dodaje.

Źródło: NRAO