Szybkie i wściekłe czarne dziury

Astronomowie z Australii i Ameryki Północnej, którzy dokładnie zbadali pobliska galaktykę M83, odkryli w niej nową, niewielką czarną dziurę o olbrzymiej mocy. Obiekt, który nazwano MQ1, to pierwsze dość dobrze zbadane ciało niebieskie tej klasy.

Wcześniej nauka znała kilka zwartych obiektów nieco podobnych do MQ1, ale nie dało się jak dotychczas zmierzyć, jak duże są te czarne dziury. Teraz astronomowie wykonali obserwacje układu MQ1 przy pomocy kilku różnych teleskopów, okrywając, że to raczej niewielki obiekt zwarty, nieco tylko większy niż przewidzieli dla tak silnych czarnych dziur teoretycy. Roberto Soria z Uniwersytetu Curtin w Australii, szef projektu, twierdzi, że odkrycie to wniesie wiele do naszej wiedzy o mechanizmach rządzących formowaniem się i ewolucją gwiazd oraz procesami prowadzącymi do ich śmierci w galaktykach spiralnych pokroju M83.

MQ1 to tak zwany mikrokwazar, czyli czarna dziura otoczona bąblem gorącego gazu, który jest podgrzewany przez przeciwbieżne wiązki plazmy – dżety wypływające z okolic biegunowych czarnej dziury i niosących w obu tych kierunkach ogromne ilości energii. Zachowują się one niczym kosmiczne wymiatacze gazu otaczającego macierzystą galaktykę. Znaczenie ogromnej mocy dżetów w MQ1 jest jednak dużo większe i dotyczy nie tylko tej galaktyki. Dzięki niemu być może uda nam się zrozumieć i określić wielkość silnego wpływu strug plazmy na otaczające je środowisko gazowe, które na skutek oddziaływania z nimi silnie się nagrzewa i ekspanduje. Zdaniem naukowców efekt ten musiał być istotny w przypadku bardzo wczesnych stadiów ewolucji galaktyk, w epoce około 12 miliardów lat wstecz, ponieważ są dowody na to, że tak silne czarne dziury jak ta w MQ1, dziś należące do rzadkości, były wówczas całkiem powszechne. Zatem badania obiektów takich jak ten dają nam pogląd na to, jak Wszechświat ewoluował, jak powstawały i rosły kwazary, ale także – jak wiele energii czarne dziury tracą na rzecz środowiska, w którym egzystują.

Choć czarna dziura znajdująca się w centrum MQ1 ma zaledwie około 100 kilometrów średnicy, struktura samego mikrokwazara zbadana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a jest znacznie większa od rozmiarów naszego Układu Słonecznego, a obecne w niej dżety rozciągają się na około 20 lat świetlnych - każdy z osobna.

Czarne dziury są silnie zróżnicowanymi obiektami kosmicznymi. Różnią się rozmiarami – mogą mieć rozmiary typowo gwiazdowe, ale i być tzw. supermasywnymi – o masach rzędu milionów mas Słońca. Tak duża jest m.in. gigantyczna czarna dziura znajdująca się w centrum Naszej Galaktyki. MQ1 to obiekt o masach gwiazdowych, który powstał najprawdopodobniej na skutek grawitacyjnego kolapsu dużej gwiazdy. Odkrycie i dokładne zbadanie MQ1 jest jednym z ważniejszych wyników szerokich badań właściwości galaktyki M83, zbioru złożonego z milionów gwiazd, leżącego w odległości 15 milionów lat świetlnych od Słońca.