Niezwykłe odkrycie w odległej galaktyce

Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) uczestniczy w badaniu galaktyki, w której znajduje się supermasywna czarna dziura o wcześniej niewidzianych cechach. Odkrycia dokonano w galaktyce oddalonej o około 270 milionów lat świetlnych w gwiazdozbiorze Draco. Centralna czarna dziura ma masę odpowiadającą 1,4 miliona Słońc.

Obserwacje międzynarodowego zespołu

Galaktyka ta jest obserwowana od lat przez międzynarodowy zespół, w którym uczestniczy IAC. Naukowcom udało się uchwycić uruchomienie strumienia plazmy, który porusza się z prędkością prawie jednej trzeciej prędkości światła, oraz pewne niezwykłe i szybkie fluktuacje rentgenowskie, które prawdopodobnie powstają w pobliżu samej krawędzi czarnej dziury.

W badaniach współpracują między innymi instytucje takie jak University of Maryland, NASA i IAC, z udziałem naukowców José Acosta Pulido i Josefa Becerra González z IAC.

Gwałtowne zmiany w jądrze galaktyki

„Pod koniec 2017 roku jądro galaktyki zaczęło zmieniać swoje właściwości na naszych oczach, z dużym wybuchem w świetle widzialnym, ultrafioletowym i rentgenowskim”, wyjaśnia Eileen Meyer, profesor nadzwyczajny na UMBC (University of Maryland, USA).

Po wybuchu w 2017 r. czarna dziura wydawała się powrócić do spokojnego stanu, z wyciszeniem aktywności. Jednak od maja 2022 r. zespół kierowany przez Sibasisha Laha z UMBC i Centrum Goddarda NASA zaobserwował stały wzrost niskoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego.

Stabilna emisja w zakresie widzialnym

„Pomimo intensywnej aktywności przy niskich i wysokich energiach, emisja w zakresie widzialnym pozostała prawie stała w latach 2022-2024, ponieważ emisja ta jest zdominowana przez populację gwiazd galaktyki” – mówi badacz IAC José Acosta.

Odkrycie formowania się dżetów plazmy

Wzrost promieniowania rentgenowskiego skłonił zespół z University of Maryland do przeprowadzenia nowych obserwacji radiowych w kwietniu 2023 r., które wykazały duży wzrost bardzo nietypowej emisji radiowej.

Następnie rozpoczęto obserwacje przy użyciu NRAO (National Radio Astronomy Observatory) VLBA (Very Long Baseline Array) i innych urządzeń w celu uzyskania obrazów o wysokiej rozdzielczości przestrzennej najbardziej wewnętrznych regionów galaktyki.

Dane radiowe pobrane między lutym a majem 2024 r. ujawniły coś, co wydaje się być formowaniem się dżetów plazmy (wysoce zjonizowanego materiału), rozciągających się po obu stronach czarnej dziury.

„Tworzenie się dżetów nigdy wcześniej nie było obserwowane w czasie rzeczywistym”, wyjaśnia Meyer, dodając, że wydaje się, iż „na wczesnych etapach formowania się dżetów były one ukryte przed naszym wzrokiem przez gorący gaz i można je było wykryć dopiero po jego ekspansji”.

Obserwacje w świetle widzialnym

Badaczka IAC Josefa Becerra dodaje, że „w okresie od 2022 do 2024 roku, zbiegającym się z narodzinami strumienia plazmy, nie zaobserwowano znaczących zmian w świetle widzialnym”. Jednak podczas epizodu aktywności zarejestrowanego w 2018 roku zaobserwowano istotne zmiany w charakterystyce jego emisji przy tych energiach, odpowiadające pojawieniu się obłoków zjonizowanego gazu poruszającego się z dużymi prędkościami i ich późniejszemu zanikowi.

Kluczową rolę w tym odkryciu odegrały obserwacje z obserwatoriów na Wyspach Kanaryjskich, w szczególności te wykonane za pomocą Gran Telescopio Canarias (GTC), znajdującego się w obserwatorium Roque de los Muchachos na La Palmie.

Niezwykłe fluktuacje rentgenowskie

Dzięki obserwacjom za pomocą satelity XMM-Newton, Megan Masterson (Massachusetts Institute of Technology) i jej zespół odkryli, że emisja z jądra galaktyki uległa niezwykle szybkim zmianom rentgenowskim między lipcem 2022 r. a marcem 2024 r.

W tym okresie jasność oscylowała regularnie co kilka minut, a okres oscylacji obiektu został skrócony z 18 do zaledwie 7 minut i ostatecznie nieoczekiwanie ustabilizował się. Takie zmiany są trudne do wykrycia wokół supermasywnych czarnych dziur i do tej pory zaobserwowano je tylko w kilku układach.

Możliwa obecność białego karła

W badaniu stwierdzono, że najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest obecność białego karła o niskiej masie – pozostałości gwiezdnej wielkości Ziemi – który mógłby pozostać blisko horyzontu zdarzeń czarnej dziury, jednocześnie zrzucając część swojej materii.

Te niezwykłe odkrycia otwierają nowe możliwości badania supermasywnych czarnych dziur i procesów zachodzących w ich najbliższym otoczeniu, przyczyniając się do lepszego zrozumienia tych fascynujących obiektów kosmicznych.

niezwykle odkrycie w galaktyce draco czarna dziura w akcji

Źródło