Zaskakujące odkrycie w odległej galaktyce. Wystarczyło zdjęcie wrzucone na Twittera
Dysk materii wokół supermasywnej czarnej dziury może podświetlać pył wypełniający niemal całą otaczającą ją galaktykę.
Przypadkowe odkrycie
W grudniu 2019 r. Judy Schmidt, ekspertka od obróbki zdjęć astronomicznych wrzuciła na Twittera wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zdjęcie aktywnej galaktyki IC 5063 pytając, czy jej się tylko wydaje, czy na zdjęciu widać delikatne, ale jednak widoczne, ciemniejsze stożki wystające nad i pod galaktyką. Z uwagi na to, że nie potrafiła zrozumieć czym one są postanowiła zapytać społeczność twitterową o pomoc.
Dość szybko do zdjęcia dotarł Peter Maksym, astronom z Centrum Astrofizyki na Harvardzie. Wraz z innymi osobami starającymi się rozwiązać zagadkę cieni na zdjęciu zabrał się za analizę tego konkretnego przypadku. Niemal dokładnie rok później w periodyku Astrophysical Journal Letters opublikowano artykuł naukowy zawierający potencjalne wyjaśnienie sfotografowanego zjawiska.
Supermasywna czarna dziura rozświetla całą galaktykę
W centrum niemal każdej dużej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura. Wokół większości takich obiektów znajduje się masywny dysk akrecyjny, w którym materia stopniowo, po spirali opada na czarną dziurę. Im bliżej czarnej dziury się znajduje, tym jest gęstsza i przez tarcie w dysku uwalnia ogromne ilości promieniowania.
Jak się okazuje, blask pochodzący z takiego dysku akrecyjnego jest na tyle intensywny, że rozlewa się po całej galaktyce, odbijając się od wypełniającego ją pyłu. Stąd też w całej galaktyce powstaje niemal jednorodna poświata delikatnego światła rozpraszanego na ziarnach pyłu.
Wiemy, że ta galaktyka niedawno połączyła się z inną, więc pyłu jest w niej całkiem sporo
– mówi Maksym.
Jednocześnie wokół centrum galaktyki znajduje się niewidoczny, stosunkowo cienki pierścień zimnego pyłu i materii przesłaniający w pewnych rejonach galaktyki widok na samo centrum. Tam, gdzie torus nie przeszkadza, światło z centrum podąża ku krawędzi galaktyki. Natomiast tam, gdzie torus pochłania promieniowanie emitowane w centrum, powstaje za nim swoisty cień rozciągający się na setki tysięcy lat świetlnych.
Z uwagi na niejednorodność torusa i powstające w nim pod wpływem grawitacji luki, gdzieniegdzie przecieka z niego światło, które tworzy charakterystyczne strumienie świetlne, które wraz z obrotem torusa wokół centrum galaktyki, omiata centrum galaktyki niczym światło latarni morskiej.
Takie ciemne promienie zauważyłam niemal natychmiast po tym jak otworzyłam to zdjęcie w Photoshopie. Natychmiast spróbowałam poprawić zdjęcie tak, aby sprawdzić, czy to tylko złudzenie, czy faktycznie one tam są
– mówi Judy Schmidt.
Chwilę później zdjęcie wylądowało na Twitterze z pytaniem: Czy te stożki, które wydaje mi się, że widzę, faktycznie tam są? Co to jest? Zdjęcie przedstawia aktywną galaktykę z supermasywną czarną dziurą. Czy ona rzuca cienie na całą galaktykę? Czy to tylko strumienie gwiazd?
Pytania Schmidt rozpoczęły na Twitterze wątek, w którym autorka zaczęła wymieniać się swoimi wątpliwościami i propozycjami wyjaśnień z kolejnymi czytelnikami, a następnie także z naukowcami takimi jak Maksym. Cały zapis dyskusji stanowi doskonały przykład analizowania danych na gorąco, powstawania hipotez i możliwych rozwiązań, który z czasem rozwinął się w pełnoprawny projekt naukowy.
Jak zauważa Peter Maksym, opublikowany teraz artykuł to dopiero początek projektu. Nadal nie wiadomo do końca wszystkiego o pyle wypełniającym tę galaktykę.
W ciągu kilku miesięcy kolejny zespół badawczy planuje przyjrzeć się IC 5063 za pomocą teleskopów obserwujących wszechświat w innych zakresach promieniowania. Takie obserwacje powiedzą nam znacznie więcej o tym zupełnie nieplanowanym, przypadkowym odkryciu.
