Ukryte i głodne czarne dziury

Większość największych we Wszechświecie czarnych dziur zjadało swe kosmiczne posiłki za zamkniętymi drzwiami - aż do teraz. Swymi bystrymi oczami, widzącymi w podczerwieni, należący do NASA Kosmiczny Teleskop Spitzera (ang. Spitzer Space Telescope) przeniknął przez ściany galaktycznego pyłu, by prawdopodobnie odkryć długo poszukiwaną populację głodnych czarnych dziur znanych jako kwazary.

Zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Spitzera ukazane w sztucznych kolorach przedstawia odległą galaktykę (kolor żółty) goszczącą kwazar - supermasywną czarną dziurę otoczoną przez pierścień lub też torus gazu i pyłu. "Podczerwone oczy" teleskopu przeniknęły przez pył by odnaleźć ten ukryty obiekt zdający się być członkiem długo poszukiwanej grupy brakujących kwazarów. Zielone i niebieskie plamki to galaktyki nie zawierające kwazarów. Źródło: NASA/JPL-Caltech/A. Martinez-Sansigre (Oxford University).

"Po poprzednich badaniach rentgenowskich spodziewaliśmy się mnóstwa ukrytych kwazarów, lecz nie mogliśmy ich znaleźć" - powiedział Alejo Martinez-Sansigre z Uniwersytetu Oxforda (ang. University of Oxford) w Anglii. Jest on pierwszym autorem publikacji na temat przedstawianych badań w tegotygodniowym numerze magazynu Nature. "Musieliśmy poczekać na Spitzera, aby znaleźć całą populację tych, przesłanianych przez pył, obiektów" - dodał.

Kwazary są supermasywnymi czarnymi dziurami, które otacza olbrzymi pierścień gazu i pyłu. Znajdują się w sercach odległych galaktyk i rocznie potrafią skonsumować ilość materii odpowiadającą tysiącowi gwiazd. Materia zasysana przez czarne dziury ze znajdujących się wokół nich pierścieni pyłowych rozświeca się tak bardzo, że czyni z kwazarów najjaśniejsze obiekty we Wszechświecie. Tak jasne światło pojawia się w wielu postaciach, łącznie z promieniowaniem rentgenowskim i podczerwonym. Astronomowie przez lata głowili się nad odpowiedzią na pytanie, ilu takich kosmicznych kolosów mogą spodziewać się we Wszechświecie. Jedną ze standardowych metod oszacowania tej ilości jest zmierzenie kosmicznego tła rentgenowskiego. W tym zakresie promieniowania kwazary przewyższają jasnością wszystkie inne obiekty we Wszechświecie. Zliczając rentgenowski szum tła można przewidzieć przybliżoną, całkowitą liczbę kwazarów.

Jednak takie oszacowania nie są zgodne z poprzednimi obserwacjami w zakresach widzialnym i rentgenowskim, które wykazywały daleko mniej kwazarów, niż się spodziewano. Astronomowie podejrzewali, iż przyczyną może być fakt blokowania światła od kwazarów przez gaz i pył. Zaproponowali następujące wyjaśnienie - niektóre kwazary umieszczone są w przestrzeni w taki sposób, że ich pyłowe pierścienie przesłaniają emitowane światło; inne kwazary z kolei zanurzone są w spowitych pyłem galaktykach. Wygląda na to, że teleskop Spitzera znalazł oba typy brakujących kwazarów obserwując w zakresie podczerwonym. W odróżnieniu od promieni rentgenowskich oraz światła widzialnego, podczerwień może przenikać przez gaz i pył.

Badacze znaleźli na małym skrawku nieba 21 przykładów takich kwazarów. Wszystkie obiekty zostały zakwalifikowane jako kwazary przez obserwacje radiowe wykonane przez, należący do NRAO (ang. National Radio Astronomy Observatory) interferometr VLA (ang. Very Large Array) znajdujący się w amerykańskim stanie Nowy Meksyk oraz niezależnie przez należący do Istytutu Badawczego Fizyki Cząstek i Astronomii (ang. Particle Physics and Astronomy Research Council) teleskop Williama Herschela w Hiszpanii. "Jeśli ekstrapolujemy nasze 21 kwazarów na całe niebo, dostaniemy ich całkiem sporo" - powiedział dr. Mark Lacy z Naukowego Centrum Spiztera (ang. Spitzer Science Center) przy Kalifornijskim Instytucie Technologii (ang. California Institute of Technology - CalTech) w Pasadenie w Kalifornii, współautor artykułu w Nature - "oznacza to, iż tak jak podejrzewaliśmy, większość supermasywnych czarnych dziur ukryta jest w pyle".

Odkrycie pozwoli astronomom stworzyć bardziej kompletny obraz formowania się kwazarów we Wszechświecie. Spośród 21 kwazarów ujawnionych przez Spitzera, 10 znajduje się prawdopodobnie wewnątrz dojrzałych, gigantycznych galaktyk eliptycznych. Pozostałe przypuszczalnie zamknięte są w "pyłowych" galaktykach wciąż formujących gwiazdy.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Arizony w Tucson odkrył przy pomocy teleskopu Spitzera podobne kwazary. Ich badania opisane są w Astro-Wiadomości pt. "Rentgenowskie niebo".

27 października 2005

Źródło: NASA | Marek Weżgowiec

Liczba odsłon: 1032