Supermasywna czarna dziura karmi się kosmiczną meduzą

Obserwacje galaktyk meduzowatych prowadzone za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego pozwoliły nam odkreć wcześniej nieznany sposób zasilania supermasywnych czarnych dziur. Wydaje się, że w ramach tego mechanizmu powstają swego rodzaju macki wypełnione gazem i nowymi gwiazdami, od których galaktyki otrzymały swoją nazwę, a które pozwalają na dostarczanie gazu do centralnych rejonów galaktyki, gdzie zasila on centralną czarną dziurę. Wyniki badań opublikowano dziś w periodyku Nature.

Włoski zespół astronomów wykorzystał instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) zainstalowany na Bardzo Dużym Teleskopie w Obserwatorium Paranal w Chile do badania w jaki sposób gaz może być wysysany z galaktyki. Badacze skupili się na ekstremalnych przypadkach galaktyk meduzowatych w pobliskich gromadach galaktyk, nazwanych tak z uwagi na zdumiewająco długie „macki” materii rozciągające się na dziesiątki tysięcy lat świetlnych poza dysk galaktyczny.

Macki galaktyk meduzowatych powstają w gromadach galaktyk w procesie zwanym odzieraniem z gazu przez ciśnienie naporowe. Wzajemne oddziaływania grawitacyjne między galaktykami sprawiają, że opadają one z dużą prędkością ku centrum gromady galaktyk gdzie napotykają gorący, gęsty gaz, który działa niczym silny wiatr wypychając długie ogony gazu z dysków galaktycznych powodując rozpoczęcie silnych procesów gwiazdotwórczych w ich wnętrzach.

W sześciu z siedmiu badanych galaktykach meduzowatych udało się zaobserwować supermasywną czarną dziurę w centrum, karmiącą się otaczającym ją gazem. To zaskakująco dużo – ogólnie wśród galaktyk supermasywne czarne dziury  zazwyczaj znajduje się w jednej na dziesięć galaktyk.

„Ten silny związek między odzieraniem przez ciśnienie naporu a aktywnymi czarnymi dziurami nie był przewidywany i nigdy wcześniej go nie obserwowaliśmy”, mówi liderka zespołu Bianca Poggianti z INAF-Astronomical Observatory w Padwie. „Okazuje się, że centralna czarna dziura otrzymuje paliwo ponieważ część gazu, zamiast być wyrzucana to dostarczana jest do centrum galaktyki”.

Od bardzo dawna naukowców frapuje pytanie dlaczego tak niewiele supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk jest aktywnych. Supermasywne czarne dziury znajdują się w niemal wszystkich galaktykach, dlaczego zatem tylko nieliczne akreują materię i tak jasno świecą? Opisywane tutaj wyniki odkrywają przed nami wcześniej nieznany mechanizm dostarczania pożywienia do czarnych dziur.

Yara Jaffé, badacz z ESO, który także ma swój wkład w artykule tłumaczy znaczenie tego odkrycia: “Te obserwacje prowadzone za pomocą instrumnetu MUSE wskazują na zupełnie nowy mechanizm dostarczania dużych ilości gazu do bezpośredniego otoczenia centralnej supermasywnej czarnej dziury. To nowy element układanki jaką jest słabo poznany związek między supermasywnymi czarnymi dziurami i ich galaktykami macierzystymi”.

Źródło: ESO