Hubble odkrywa supermasywną czarną dziurę wykopaną z centrum galaktyki

Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a odkrył supermasywną czarną dziurę, która została wyrzucona z centrum odległej galaktyki 3C186. Czarna dziura została najprawdopodobniej wyrzucona przez fale grawitacyjne. To pierwszy raz, kiedy astronomowie odkryli supermasywną czarną dziurę w tak dużej odległości od jej macierzystej galaktyki.

Choć już wcześniej obserwowano potencjalne „uciekające czarne dziury” to żadna z nich nie została potwierdzona. Teraz astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a odkryli supermasywną czarną dziurę o masie miliarda mas Słońca wyrzuconą ze swojej galaktyki macierzystej. Szacujemy, że aby wyrzucić tą czarną dziurę niezbędna była energia równa 100 milionom supernowych eksplodujących jednocześnie – opisuje Stefano Bianchi, współautor opracowania z Roma Tre University we Włoszech.

Zdjęcia wykonane za pomocą Hubble’a niosą pierwsze wskazówki, że galaktyka 3C186 jest nietypowa. Zdjęcia galaktyki znajdującej się 8 miliardów lat świetlnych od nas przedstawiają jasny kwazar, energetyczną sygnaturę aktywnej czarnej dziury, znajdującej się z dala od jądra galaktyki. Czarne dziury zwykle przebywają w centrach galaktyk, dlatego też nietypowe jest dostrzeżenie kwazaru nie znajdującego się w centrum – mówi członek zespołu Marco Chiaberge, badacz ESA-AURA w Space Telescope Science Institute w USA.

Zespół obliczył, że czarna dziura przemieściła się o 35 000 lat świetlnych od centrum, co stanowi odległość większą od odległości Słońca od centrum Drogi Mlecznej. Co więcej, czarna dziura nadal ucieka z prędkością blisko 7.5 mln kilometrów na godzinę. Przy tej prędkości czarna dziura pokonałaby odległość Ziemia-Księżyc w niecałe 3 minuty.

Choć nie można wykluczyć innych scenariuszy tłumaczących obserwacje, to najbardziej prawdopodobnym źródłem energii do napędzenia tej supermasywnej czarnej dziury są fale grawitacyjne wyemitowane w trakcie łączenia dwóch masywnych czarnych dziur w centrum galaktyki. Ta teoria wspierana jest przez wygięte łuki ogonów pływowych zarejestrowanych przez naukowców, powstałe wskutek oddziaływań grawitacyjnych między dwoma zderzającymi się galaktykami.

Według teorii zaprezentowanej przez naukowców, 1-2 miliardy lat temu obie galaktyki – w których centrach znajdowały się masywne czarne dziury – połączyły się ze sobą. Czarne dziury zaczęły wirować wokół wspólnego środka masy w centrum nowo powstałej galaktyki eliptycznej, emitując przy tym fale grawitacyjne. Ponieważ czarne dziury nie miały podobnej masy i tempa rotacji, emitowały silniejsze fale grawitacyjne wzdłuż określonego kierunku. Gdy obie czarne dziury w końcu się połączyły, anizotropowa emisja fal grawitacyjnych sprawiła, że powstała w ten sposób czarna dziura została wyrzucona z centrum galaktyki.

Jeżeli nasza teoria jest prawidłowa, obserwacje stanowią silny dowód na to, że supermasywne czarne dziury faktycznie mogą się ze sobą łączyć, mówi Stefano Bianchi o wadze odkrycia. Istnieją już dowody na zderzenia czarnych dziur o masie gwiezdnej, jednak procesy regulujące supermasywne czarne dziury są bardziej złożone i jeszcze niedokładnie poznane.

Badacze mieli szczęście, że udało im się zaobserwować to unikalne zjawisko ponieważ nie każde łączenie czarnych dziur prowadzi do emisji niezrównoważonych fal grawitacyjnych, które mogą wyrzucić czarną dziurę z galaktyki. Teraz zespół naukowców chce uzyskać dodatkowy czas obserwacyjny na Hubble’u oraz w obserwatorium ALMA w celu dokładniejszego zbadania prędkości czarnej dziury i otaczającego ją dysku gazowego, który może przed nami odkryć dodatkowe informacje o naturze tego rzadkiego obiektu.

Źródło: Hubble