VLA odkrywa nowy obiekt w pobliżu supermasywnej czarnej dziury słynnej galaktyki

Wizja artystyczna przedstawiająca nowo odkrytą supermasywną czarną dziurę krążącą wokół głównej, centralnej, supermasywnej czarnej dziury w centrum Cygnus A. Źródło: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Kierując po raz pierwszy od dwudziestu lat Very Large Array (VLA) w stronę słynnej galaktyki, zespół astronomów nie był przygotowany na taką niespodziankę. Naukowcy odkryli, że w pobliżu jądra galaktyki pojawił się nowy, jasny obiekt. Obiekt – według naukowców – jest albo bardzo rzadkiego typu eksplozją supernową albo, co bardziej prawdopodobne, rozbłyskiem z drugiej supermasywnej czarnej dziury ciasno krążącej wokół głównej, centralnej supermasywnej czarnej dziury.

Astronomowie obserwowali Cygnus A, dobrze znaną i często badaną galaktykę odkrytą przez Grote Rebera, pioniera radioastronomii w 1939 roku. Odkryta w zakresie radiowym została zaobserwowana w zakresie widzialnym w 1951 roku. Galaktyka oddalona o 800 milionów lat świetlnych od Ziemi była jednym z pierwszych celów obserwacji za pomocą VLA po zakończeniu jego budowy na początku lat osiemdziesiątych. Szczegółowe zdjęcia z VLA opublikowane w 1984 roku pozwoliły naukowcom znacznie poszerzyć naszą wiedzę o superszybkich dżetach cząstek subatomowych przyspieszanych w przestrzeń międzygalaktyczną przez grawitację supermasywnych czarnych dziur.

Nowy obiekt może nam dużo powiedzieć o historii tej galaktyki –  mówi Daniel Perley z Uniwersytetu Johna Mooresa w Liverpoolu, główny autor artykułu opublikowanego w periodyku Astrophysical Journal.

Zdjęcia galaktyki Cygnus A wykonane za pomocą VLA w latach osiemdziesiątych stanowiły szczyt możliwości obserwacyjnych tamtych czasów – mówi Rick Perley z NRAO. Dlatego też nie obserwowaliśmy Cygnus A aż do 1996 roku, kiedy to nowa elektronika zainstalowana na VLA pozwoliła na obserwacje w nowych zakresach promieniowania radiowego. Nowy obiekt nie pojawia się na zdjęciach z tych obserwacji.

Niemniej jednak modernizacja VLA zakończona w 2012 roku sprawiła, że powstał dużo silniejszy teleskop. Nic więc dziwnego, że ponownie chcieliśmy wykorzystać wszystkie możliwości VLA do spojrzenia na Cygnus A – mówi Perley.

Daniel i Rick Perley wraz z Vivkiem Dhawanem i Chrisem Carilli z NRAO rozpoczęli nowe obserwacje w 2015 roku i kontynuowali je także w 2016 roku.

Ku naszemu zaskoczeniu odkryliśmy wyraźny nowy obiekt w jądrze galaktyki, który nie był widoczny na żadnych wcześniej publikowanych zdjęciach. Ten nowy obiekt jest na tyle jasny, że z pewnością zauważylibyśmy go na poprzednich zdjęciach – mówi Rick Perley. To znaczy, że musiał pojawić się tam między 1996 rokiem a teraz – dodaje.

Naukowcy wykonali zatem obserwacje Cygnusa A za pomocą Very Long Baseline Array (VLBA) w listopadzie 2016 roku potwierdzając w ten sposób obecność nowego obiektu. Słaby w podczerwieni obiekt jest także widoczny w tym samym miejscu na zdjęciach wykonanych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i teleskopów Keck w latach między 1994 a 2002. Astronomowie analizujące dane w podczerwieni opisali nowy obiekt jako gęstą grupę gwiazd, jednak dramatyczne pojaśnienie w zakresie radiowym wymusza nową analizę.

Zdjęcia centralnego regionu Cygnus A wykonane w zakresie radiowym za pomocą VLA (pomarańczowy) nałożone na zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Źródło: Perley et al. NRAO/AUI/NSF, NASA

Czym jest ten nowy obiekt? Opierając się na jego charakterystyce astronomowie doszli do wniosku, że musi to być eksplozja supernowej lub rozbłysk z drugiej supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w pobliżu centrum galaktyki. Choć astronomowie chcą jeszcze obserwować przyszłe zachowanie obiektu, aby się upewnić o jego naturze, to już teraz zauważają, że obiekt jest zbyt jasny, zbyt długo, aby pasowało tu wytłumaczenie związane z jakimkolwiek znanym typem supernowej.

Z uwagi na wyjątkową jasność obiektu uważamy, że możliwość, że jest to supernowa jest mało prawdopodobne –  mówi Dhawan.

Choć obiekt ten jest oddalony od centralnej supermasywnej czarnej dziury o jakieś 1500 lat świetlnych, posiada wiele cech… supermasywnej czarnej dziury gwałtownie karmiącej się materią z otoczenia.

Wydaje nam się, że odkryliśmy drugą supermasywną czarną dziurę w tej galaktyce, co wskazuje na łączenie z inną galaktyką w stosunkowo niedawnej przeszłości –  mówi Carilli. Jeżeli tak faktycznie jest, to jest to jedna z najciaśniejszych par supermasywnych czarnych dziur, która z czasem połączy się w jedną czarną dziurę.

Astronomowie uważają, że druga czarna dziura stała się widoczna dla VLA w ostatnich latach bo napotkała na swojej drodze nowe źródło materii, którą może się karmić. Może to być gaz wyrwany w trakcie łączenia galaktyk lub gwiazda, która za bardzo zbliżyła się do drugiej czarnej dziury i uległa rozerwaniu.

Dalsze obserwacje pozwolą nam znaleźć rozwiązanie niektórych z tych kwestii. – mówi Daniel Perley.

Rick Perley jest jednym z astronomów, którzy pracowali nad pierwszymi obserwacjami Cygnus A za pomocą VLA w latach osiemdziesiątych. Daniel Perley jest jego synem.

Daniel miał zaledwie dwa lata gdy po raz pierwszy obserwowałem Cygnus A za pomocą VLA – mówi Rick.

Źródło: NRAO

  • Major Bień

    Konkretny rozbłysk. Ciągle jestem pod wrażeniem, co jesteśmy w stanie zaobserwować tak daleko daleko od domu.