Ktokolwiek widział, ktokolwiek wie: zaginęła potężna czarna dziura. Nikt nie wie, gdzie się podziała
Każda masywna galaktyka ma w swoim centrum supermasywną czarną dziurę. A przynajmniej tak się do niedawna wydawało. Astronomowie mają jednak problem ze znalezieniem bardzo dużej czarnej dziury.
W centrum Drogi Mlecznej, naszej galaktyki składającej się z blisko 400 miliardów gwiazd znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. Choć to oczywiście duża masa, to jednak do największych supermasywnych czarnych dziur jeszcze jej daleko. Na przestrzeni ostatnich lat astronomowie odkrywali bowiem czarne dziury o masach rzędu nawet kilkunastu miliardów mas Słońca. Generalnie, na którą dużą galaktykę nie spojrzeć, w jej centrum skrywa się taki obiekt.
Stąd też astronomowie mają problem z jedną bardzo masywną galaktyką, w której jak dotąd nie są w stanie odkryć takiego obiektu.
Gdzie doszło do kradzieży?
Nasz układ planetarny znajduje się w galaktyce zwanej Drogą Mleczną. Nasza Droga Mleczna z kolei leży w tzw. Lokalnej Gromadzie Galaktyk, do której należą jeszcze dwie duże galaktyki: Galaktyka Andromedy oraz Galaktyka Trójkąta, oraz około 50 mniejszych galaktyk karłowatych.
W odległości 2,7 mld lat świetlnych od Ziemi znajduje się natomiast gromada galaktyk znana pod nazwą Abell 2261. Zazwyczaj w centrum każdej gromady znajduje się jedna czy dwie masywne galaktyki dominujące nad resztą. W Abell 2261 centralna galaktyka jest naprawdę potężnym gigantem. Galaktyka A2261-BCG (ang. brightest cluster galaxy, najjaśniejsza galaktyka w gromadzie) ma średnicę miliona lat świetlnych, dziesięciokrotnie większą od Drogi Mlecznej. W samym centrum tej rozległej galaktyki eliptycznej znajduje się gęste od gwiazd jądro o średnicy ok. 10 000 lat świetlnych. No i właśnie w środku tego jądra powinna być supermasywna czarna dziura. Zważając na to, że im większa galaktyka, tym masywniejsza czarna dziura, to ta tutaj powinna mieć masę od 3 do 100 miliardów razy większą od masy Słońca.
Problem jednak w tym, że tej dziury po prostu tam nie ma. Skąd to wiemy? W gęsto upakowanym jądrze galaktyki jest mnóstwo gazu, pyłu i gwiazd. Tuż przy samej czarnej dziurze, opadają one po spirali, gęsto opakowane, rozgrzewając się do ogromnych temperatur i świecąc w zakresie rentgenowskim. Jak na razie wszystkie teleskopy, które przyglądały się temu miejscu, niczego nie znalazły. Nie mówimy tu o jakimś tam sprzęcie a o najlepszych dostępnych instrumentach, takich jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a, Kosmiczne Obserwatorium Rentgenowskie Chandra czy sieć Very Large Array. Nic. Nada. Niente.
Może to wina kosmicznego Lewandowskiego?
Niedawno astronomowie doszli do wniosku, że obserwacje można wyjaśnić np. tym, że galaktyka w rzeczywistości jest połączeniem dwóch galaktyk, które się ze sobą zderzyły. Gdyby do tego doszło, to dwie supermasywne czarne dziury oddziałując na siebie grawitacyjnie mogły się do siebie zbliżyć i po jakimś czasem ze sobą złączyć. Jak wiadomo podczas zderzenia/łączenia czarnych dziur dochodzi do emisji fal grawitacyjnych (które potem obserwujemy za pomocą detektorów takich jak LIGO). Jeżeli jednak fale zostaną wyemitowane silniej w jednym kierunku, czarna dziura zostanie siłą odrzutu kopnięta w kierunku przeciwnym i opuści swoje dotychczasowe miejsce.
Badacze z Uniwersytetu w Michigan postanowili ponownie przyjrzeć się danym z Chandry czy być może w tym przypadku nie doszło do takiego „kopnięcia” czarnej dziury. Zmieniająca położenie supermasywna czarna dziura z pewnością pozostawiłaby za sobą ślad w postaci jakiegoś strumienia gwiazd ciągnących się za nią grawitacyjnie. Niczego takiego jednak nie odkryto.
Przyglądając się samemu jądru galaktyki badacze zauważyli jeszcze coś innego. W samym środku galaktyki, ba, w samym środku jądra galaktyki nie ma tak dużo gazu jak się spodziewano. Najwięcej jest go 2000 lat świetlnych od ścisłego centrum. Może to oznaczać, że paradoksalnie owa czarna dziura cały czas jest w środku galaktyki, ale w swoim otoczeniu nie ma ani gazu, ani pyłu ani gwiazd, które mogłaby pożreć.
Skoro o obecności czarnej dziury wiemy tylko dzięki okrążającej ją materii, to brak tej materii w bezpośrednim otoczeniu czarnej dziury sprawia, że jest ona dla nas całkowicie niewidoczna.
No i bądź tu mądry naukowcu. Jedna z największych (jeżeli nie największa) czarnych dziur albo siedzi cicho i skutecznie ukrywa się przed naszymi teleskopami, albo została tak porządnie kopnięta, że nawet najlepszy piłkarz świata Robert Lewandowski musiałby schylić przed nią czoło.
