Pobliska czarna dziura słaba i nieprzewidywalna

Fot. Większe zdjęcie przedstawia optyczny obraz Galaktyki w Andromedzie (M31) pochodzący z przeglądu Digitized Sky Survey. Mniejsze zdjęcia ukazują mały region wokół centrum Andromedy widziany z teleskopu Chandra. Zdjęcie po lewej przedstawia sumaryczne obserwacje otrzymane z Chandry przed styczniem 2006 roku, zaś po prawej od stycznia 2006 roku. Przed 2006 rokiem widoczne są trzy źródła rentgenowskie. Po 2006 roku pojawia się czwarte źródło zwane M31* (na prawo w dół od środka zdjęcia). Nowe źródło jest zasilane materią opadającą na supermasywną czarną dziurę znajdującą się w centrum galaktyki M31.
Źródło: X-ray: NASA/CXC/SAO/Li et al.), Optical: DSS

W ciągu ostatnich 10-ciu lat Rentgenowskie Obserwatorium NASA Chandra wielokrotnie obserwowało Galaktykę Andromedy. Łącznie uzyskano prawie milion sekund obserwacji, co jak dotąd stanowi unikalny zestaw danych dający informacje na temat ewolucji najbliższej supermasywnej czarnej dziurze znajdującej się poza granicami naszej Galaktyki.

Astronomowie uważają, że większość galaktyk, wliczając Drogę Mleczną, zawiera w swoich jądrach gigantyczne czarne dziury o masach miliony razy większych niż nasze Słońce. Andromeda (M31) znajduje się w stosunkowo bliskiej odległości od Ziemi, niewiele ponad 2,5 miliona lat świetlnych stąd i dzięki temu mamy możliwość prowadzenia szczegółowych badań nad czarną dziurą.

Czarna dziura w Andromedzie, podobnie jak ta znajdująca się w centrum Drogi Mlecznej, jest zaskakująco spokojna. Jasność czarnej dziury Andromedy (M31*) w zakresie promieniowania X jest od 10 do 100 000 razy za słaba, jeśli weźmiemy pod uwagę zapasy gazu znajdujące się wokół niej. „Zarówno czarna dziura w Andromedzie, jak i ta w Drodze Mlecznej są bardzo słabe” mówi Zhiyuan Li z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) w Cambridge w stanie Massachusetts. „Te dwa 'antykwazary' to dla nas doskonałe laboratoria do prowadzenia badań nad najsłabszym rodzajem akrecji materii na supermasywną czarną dziurę.”

Trwające przez dekadę obserwacje Chandry pokazały, że M31* przed 2006 roku była słaba i cicha. Nagle 6 stycznia 2006 roku miał miejsce rentgenowski rozbłysk i w efekcie tego czarna dziura stała się ponad sto razy jaśniejsza. Po raz pierwszy tego typu zjawisko zostało zaobserwowane w pobliskiej supermasywnej czarnej dziurze. Po rozbłysku M31* powróciła do swojego spokojnego stanu, jednak średnia jasność była 10 razy wyższa niż przed 2006 rokiem. Rozbłysk sugeruje, że doszło do gwałtownego opadu materii na M31* , po którym nastąpił etap słabszej, ale nieco podwyższonej akrecji.

„Mamy już pewne hipotezy próbujące wyjaśnić co mogło się stać w otoczeniu czarnej dziury w Andromedzie, ale prawda jest taka, że wciąż nie znamy szczegółów,” powiedziała Christine Jones z CfA.

Całkowite pojaśnienie M31* od 2006 roku mogło być wynikiem przechwycenia wiatru gwiazdowego od pobliskiego obiektu lub też obłoku gazu, który po spirali opadał na czarną dziurę. Zakłada się, że zwiększenie tempa spadku materii na czarną dziurę powoduje rentgenowskie pojaśnienie relatywistycznego dżetu. Jednak przyczyna samego rozbłysku w 2006 roku pozostaje niejasna. Przypuszcza się, że było to spowodowane gwałtownym uwolnieniem energii pola magnetycznego w dysku wokół czarnej dziury.

„To jest bardzo ważne, by móc zrozumieć co tam się tak naprawdę dzieje, ponieważ akrecja materii na czarne dziury to jeden z fundamentalnych procesów rządzących ewolucją galaktyk” twierdzi Li.

Uzyskane wyniki wskazują na to, że słaba i nieregularna emisja promieniowania pochodząca z czarnej dziury w Drodze Mlecznej może być typowym zachowaniem supermasywnych czarnych dziur na ich obecnym etapie życia.

30 maja 2010
ŹródłoHubert Siejkowski

Liczba odsłon: 1345