Szukasz czarnych dziur w odległych galaktykach

Czarne dziury to dziwne bestie w kosmicznym zoo. Występują w dwóch „typach”: gwiezdny i supermasywny. Obecnie wiadomo, że w większości galaktyk jest wiele rozproszonych czarnych dziur o masie gwiazdowej. Są zwykle tworzone przez śmierć gwiazd podczas wybuchów supernowych. Czasami można je znaleźć w układach podwójnych, w których czarna dziura i biały karzeł lub inna gwiazda gwiazd tańczą ze sobą na orbicie.

Największe czarne dziury, supermasywy, są schowane w sercach galaktyk i zawierają masę milionów lub miliardów gwiazd. Spędzają przynajmniej część czasu, spędzając czas na materiałach w swoich najbliższych okolicach. Większość supermasywnych czarnych dziur, o których wiedzą astronomowie, są schowane w galaktykach, które same są zgrupowane w gromady. Największe znalezione do tej pory ma masę 21 miliardów słońc i znajduje się w jądrze galaktyki w gromadzie śpiączki. Koma jest ogromnym zlepkiem, który znajduje się 336 milionów lat świetlnych od Ziemi

To nie był jedyny duży. Astronomowie odkryli również czarną dziurę o masie 17 miliardów Słońca skuloną w jądrze galaktyki zwanej NGC 1600, która sama znajduje się w kosmicznej wodzie wstecznej, w której istnieje tylko około 20 galaktyk. Ponieważ większość naprawdę dużych czarnych dziur żyje w „dużych miastach” (czyli w gęsto zaludnionych gromadach galaktyk), znajdując to jeden z pałeczek galaktycznych mówi astronomom, że musiało się wydarzyć coś dziwnego, aby stworzyć je w swoim nurcie galaktyka.

Jak więc czarna dziura potwora zostaje schowana w małej gromadzie galaktyk? Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że połączyło się ono z inną czarną dziurą w pewnym momencie odległej przeszłości. Na początku historii wszechświata interakcje galaktyk były znacznie częstsze, budując coraz większe z mniejszych.

Kiedy dwie galaktyki łączą się, nie tylko ich gwiazdy i gaz i pył łączą się, ale ich centralna czerń dziury (jeśli je mają, a większość galaktyk ma) migrują do rdzenia nowo utworzonego, bardziej masywnego galaktyka. Tam krążą wokół siebie, stając się tak zwaną „podwójną czarną dziurą”. Wszelkie gwiazdy lub chmury gazu i pyłu są podwójnie zagrożone przez przyciąganie grawitacyjne tych czarnych dziur. Jednak ten materiał może faktycznie ukraść pęd z czarnych dziur (pod warunkiem, że nie wpadnie w nie bezpośrednio). Kiedy tak się dzieje, gwiazdy uciekają, pozostawiając czarne dziury z mniejszym pędem. Zaczynają zbliżać się do siebie i ostatecznie łączą się, tworząc gigantyczną czarną dziurę. Cały czas rośnie, pochłaniając gaz kierowany do rdzenia podczas zderzenia.

Więc w jaki sposób czarna dziura NGC 1600 stała się tak ogromna? Najbardziej prawdopodobne wytłumaczenie jest takie, że było bardzo głodne w pewnym momencie swojego wczesnego życia, co doprowadziło do zasysania dużej ilości gazu i innych materiałów.

Ten ogromny apetyt może również tłumaczyć, dlaczego galaktyka-gospodarz jest w tak małej gromadzie, w porównaniu z innymi supermasywnymi czarnymi dziurami w galaktykach w sercach znacznie większych gromad. NGC 1600 jest największą, najbardziej masywną galaktyką w swojej grupie. Jest także trzy razy jaśniejszy niż w przypadku innych pobliskich galaktyk. Ta ogromna różnica jasności nie jest czymś, co astronomowie widzieli w innych grupach.

Większość gazu w galaktyce została zużyta dawno temu, gdy czarna dziura płonęła jak genialny kwazar z płynącego do niego materiału, który został podgrzany do świecącej plazmy. W dzisiejszych czasach centralna czarna dziura NGC 1600 jest stosunkowo cicha. W rzeczywistości astronomowie nazwali to „śpiącym gigantem”. To wyjaśnia, dlaczego nie wykryto go we wcześniejszych badaniach galaktyki. Astronomowie natknęliśmy się na tego masywnego potwora, gdy mierzyli prędkości pobliskich gwiazd. Intensywne pole grawitacyjne czarnej dziury wpływa na ruchy i prędkości gwiazd. Gdy astronomowie byli w stanie zmierzyć te prędkości, mogli następnie określić masę czarnej dziury.

Astronomowie używali specjalnych instrumentów w Gemini Observatory in Hawai'i aby zbadać światło pochodzące od gwiazd w pobliżu czarnej dziury w NGC 1600. Niektóre z tych gwiazd krążą wokół czarnej dziury i ten ruch pojawia się w odcisk palca gwiazdy (zwany jego spektrum). Inne gwiazdy miały ruchy, które wydają się sugerować, że kiedyś zapuściły się nieco za blisko czarnej dziury i zostały grawitacyjnie odrzucone w mniej więcej prostą linię od jądra galaktyki. Ma to odtąd sens Kosmiczny teleskop Hubble dane wykazały również, że rdzeń jest bardzo słaby. Można się spodziewać, że gdyby czarna dziura odrzuciła gwiazdy od siebie. Możliwe, że jądro NGC 1600 wyrzuciło wystarczająco dużo gwiazd, aby wytworzyć 40 miliardów słońc. To mówi astronomom, że w sercu tej galaktyki, która leży około 209 milionów lat świetlnych od Ziemi, ukryta jest dość potężna i masywna czarna dziura.

• Czarne dziury istnieją w wielu galaktykach. Rdzenie spiral i eliptyczne zwykle zawierają supermasywne czarne dziury.
• Galaktyka eliptyczna NGC 1600 ma w sercu dość masywną czarną dziurę.
• Astronomowie pracują nad wyjaśnieniem, dlaczego ta galaktyka ma tak ogromną czarną dziurę.

• „Widok gigantycznej eliptycznej galaktyki NGC 1600”. HubbleSite - Teleskop - Hubble Essentials - O Edwin Hubble, hubblesite.org/image/3723/news.
• Dunbar, Brian. „Co to jest czarna dziura?” NASA, NASA, 21 maja 2015 r., Www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes.