Supermasywna czarna dziura pompuje wielkie bąble

M87
Galaktyka M87 pokazana w fałszywych kolorach. Kolor biały i niebieski odpowiada zakresowi optycznemu (z przeglądu Sloan Digital Sky Survey, SDSS), emisja radiowa pokazana jest na żółto i pomarańczowo (LOFAR). W centrum w zakresie optycznym jest bardzo duża jasność powierzchniowa, tam gdzie znajduje się dżet zasilany przez supermasywną czarną dziurę.

Źródło: Francesco de Gasperin, LOFAR

Wyniki obserwacji uzyskanych z wykorzystaniem sieci LOFAR (ang. LOw Frequency ARray for radio astronomy)  po raz kolejny fascynują astronomów. Tym razem prezentowane rezultaty dotyczą galaktyki eliptycznej M87, znajdującej się w gwiazdozbiorze Panny.

Niektóre czarne dziury aktywnie akreują materię. Część z tej materii nie spada na czarną dziurę, ale jest wyrzucana w postaci wąskiej strugi cząstek poruszających się z relatywistycznymi prędkościami. Gdy strumień zwalnia, tworzy cienką bańkę, która może objąć całą galaktykę. Taki niewidoczny dla teleskopów optycznych pęcherzyk może być obserwowany na niskich częstotliwościach radiowych. Sieć LOFAR, zaprojektowana i budowana w ramach międzynarodowej współpracy ASTRON, idealnie nadaje się do wykrywania emisji na niskich częstościach. Przy pomocy tego instrumentu udało się zarejestrować najlepszy do tej pory obraz takiego bąbla. Astronomowie otrzymali obraz na podstawie obserwacji na częstotliwościach od 20 do 160 MHz (1.9m - 15m).

Autorzy badań podkreślają, że otrzymane wyniki są bardzo ważne. Od strony technicznej pokazały ogromny potencjał LOFARa, naukowym osiągnięciem jest pokazanie ścisłej więzi pomiędzy czarną dziurą a otoczeniem galaktyki. Jest to pierwsze zdjęcie tak dobrej jakości wykonane podczas obserwacji na niskich częstotliwościach. Sami naukowcy twierdzą, że nie spodziewali się, aż tak fantastycznego wyniku.

Zdjęcie zostało wykonane podczas testowej fazy LOFARa. LOFAR to sieć radioteleskopów przystosowanych do obserwacji w zakresie 30 do 240 MHz (1.2m - 10m), z możliwością rozszerzenia tego zakresu do 10MHz (30m). Aby wykryć fale radiowe, LOFAR wykorzystuje tysiące anten rozmieszczonych na terenie całej Europy, zbiera ich sygnały i przesyła do Holandii, gdzie ostatecznie są łączone w jeden skorelowany sygnał. W ciągu sekundy ze wszystkich anten dociera 100 gigabitów danych, które analizowane są w czasie rzeczywistym. Działalność sieci LOFAR jest koordynowana przez ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy. Konsorcjum tworzą przedstawiciele wielu państw m.in. Holandii, Niemiec, Francji, Wielkiej Brytanii i Szwecji.

Obserwowana galaktyka eliptyczna Messier 87 (M87) znajduje się w gwiazdozbiorze Panny. Jej masa przewyższa 2000 razy masę Drogi Mlecznej, a czarna dziura w jej wnętrzu ma masę 6 miliardów mas Słońca. Została odkryta 18 marca 1781 przez francuskiego astronoma Charlesa Messiera.

Aby określić wiek zaobserwowanych bąbli, naukowcy prowadzili obserwacje na różnych częstotliwościach radiowych, korzystając z instrumentów Very Large Array w Nowym Meksyku (USA), a także ze 100-metrowego radioteleskopu zlokalizowanego w Effelsbergu (Niemcy). Zespół odkrył, że bąbel jest zaskakująco młody, jego wiek sięga zaledwie około 40 milionów lat, czyli niewiele jeśli mamy na myśli kosmiczne skale czasowe.

Artykul pt.  M 87 at metre wavelengths: the LOFAR picture opublikowano w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, 2012; 547: A56 DOI: 10.1051/0004-6361/201220209

Alicja Wierzcholska | Źródło: Science Daily

Liczba odsłon: 1983