Ta czarna dziura ucieka z niesamowitą prędkością. W dodatku ciągnie za sobą warkocz gwiazd
Właśnie dokonano dość osobliwego odkrycia w kosmosie. Obiektem, który zaobserwowano, jest „uciekająca” czarna dziura. Ma trudną do wyobrażenia wielkość 20 milionów Słońc.
Gdybyśmy przyjęli, że Słońce (we wnętrzu którego można by zmieścić Ziemię 330 000 razy) ma rozmiary ziarenka piasku, czarna dziura, o której mowa miałaby mniej więcej wielkość pomarańczy. Oprócz tego, działającego na wyobraźnię faktu, trzeba dodać, że naukowcy dostrzegli też cały strumień nowopowstałych gwiazd, które „uciekająca” czarna dziura ciągnie za sobą niczym warkocz.
Oprócz kolejnego przypomnienia jak małym pyłkiem wobec ogromu kosmosu jest Ziemia, odkrycie to może być też być pierwszym obserwacyjnym dowodem na to, że supermasywne czarne dziury mogą być wyrzucane ze swoich macierzystych galaktyk.
Czytaj także:
- Takiego Marsa jeszcze nie widziałeś. Tak wygląda marsjański odpowiednik Google Maps
- Zobaczyli coś, czego nikt wcześniej nie widział. Ta planeta zaskoczyła astronomów
- Nie widzimy ich, ale wiemy, że tam są. Czym jest ciemna materia i ciemna energia?
Uciekająca czarna dziura
Według naukowców, których wyniki badań opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, odkryli oni „uciekającą” czarną dziurę przypadkiem. Podczas obserwacji galaktyki karłowatej o nazwie RCP 28, która znajduje się 7,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi, przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a dostrzegli jasną smugę światła.
To ślad obecności czarnej dziury, która dzięki swemu oddziaływaniu grawitacyjnemu dosłownie ciągnie za sobą strumień młodych gwiazd, co my, w Teleskopie Hubble’a widzimy jako smugę światła. Skąd wiemy, że czarna dziura początkowo znajdowała się w centrum swojej galaktyki? Wskazuje na to smuga światła ciągnąca się od centrum galaktyki, gdzie zwyczajowo znajdowałaby się czarna dziura, oznaczając tor lotu kosmicznego olbrzyma w przestrzeni kosmicznej.
Kolejne obserwacje wykazały, że smuga mierzy ponad 200 000 lat świetlnych długości. To w przybliżeniu dwa razy więcej niż wynosi szerokość Drogi Mlecznej. Naukowcy twierdzą, że składa się ona z obłoków sprężonego gazu, w którym dochodzi do narodzin nowych gwiazd. Gaz podąża za czarną dziurą, z prędkością około 5,6 mln km/h. To w przybliżeniu 4500 razy szybciej od prędkości dźwięku.
Jak relacjonuje główny autor badania Pieter van Dokkum, profesor astronomii i fizyki na Uniwersytecie Yale:
Znaleźliśmy cienką linię na obrazie z Hubble'a, która prowadzi do centrum galaktyki. Następnie używając teleskopu Keck na Hawajach, stwierdziliśmy, że linia i galaktyka są połączone. Ze szczegółowej analizy cechy wywnioskowaliśmy, że widzimy bardzo masywną czarną dziurę, która została wyrzucona z galaktyki, pozostawiając po sobie ślad gazu i nowo powstałych gwiazd.
Najpierw naukowcy musieli wykluczyć, że to, co zaobserwowano, nie jest tzw. dżetem, czyli strumieniem materii wystrzelonym z ogromną prędkością przez supermasywną czarną dziurę w kosmos, które na zdjęciach wyglądają bardzo podobnie do tego co ujrzeli badacze tym razem.
To było dość proste, ponieważ po pierwsze dżety emitowane przez czarne dziury rozchodzą się w przestrzeni kosmicznej, tworząc pióropusz, zaobserwowany ślad wygląda jak linia. Po drugie, dżety słabną w miarę oddalania się od źródła ich emisji. Ślad pozostawiany przez tę czarną dziurę nie tylko nie słabnie, ale staje się intensywniejszy w miarę jego oddalania się od tego, co wydaje się być jego źródłem. W takim wypadku zespół badaczy doszedł do wniosku, że tym, co najlepiej wyjaśnia zaobserwowaną smugę, jest supermasywna czarna dziura, która przedzierając się przez obłoki gazu, powoduje swoim oddziaływaniem grawitacyjnym ich zapadanie się tak, że na skutek tego dochodzi do zapłonu nowych gwiazd.
To nie koniec. Pojawiają się nowe pytania.
Samo to jest już imponującym odkryciem dokonanym dzięki obserwacji i następnie logicznej dedukcji. Jednak przed naukowcami stoi kolejne pytanie: W jaki sposób supermasywna czarna dziura została wyrzucona z centrum galaktyki? Badacze spekulują, że „uciekająca” czarna dziura była kiedyś częścią rzadko występującej podwójnej, lub jak się to fachowo określa - binarnej, supermasywnej czarnej dziury. Do tej pary mogła dołączyć trzecia, co sprawiło, że w procesie ogromnej, galaktycznej fuzji jedna z czarnych dziur została, na skutek ogromnych sił grawitacyjnych, dosłownie wystrzelona ze swojej galaktyki. Astronomowie nie są na razie pewni, jak często dochodzi do takich zjawisk. Wspomniany van Dokkum podsumowuje:
Jeśli to się potwierdzi, będzie to pierwszy raz, kiedy mamy wyraźny dowód na to, że supermasywne czarne dziury mogą uciekać z galaktyk. Najbardziej prawdopodobny scenariusz, który wyjaśnia wszystko, co widzieliśmy, to proces, spowodowany oddziaływaniem trzech obiektów. Kiedy trzy ciała niebieskie o podobnej masie oddziałują na siebie grawitacyjnie, oddziaływanie to nie prowadzi do stabilnej konfiguracji, ale zwykle do powstania układu podwójnego i wyrzucenia trzeciego ciała.
Co ciekawe, proces wyrzucania supermasywnych czarnych dziur był przewidywany przez fizyków-teoretyków przez ostatnie 50 lat, jednak nigdy nie zaobserwowano takie zdarzenia w realnym świecie. Oczywiście, potrzebne są dalsze obserwacje i badania, by bezsprzecznie potwierdzić, że czarne dziury mogą być wyrzucane z centrów swoich galaktyk. Jednak już teraz można stwierdzić, że obserwacje i wnioski, które z nich płyną, są bardzo obiecujące. Dzięki nim w niedalekiej przyszłości możemy poszerzyć naszą wiedzę na temat jednych z najbardziej niezwykłych i tajemniczych obiektów we Wszechświecie, jakimi są czarne dziury.
