Dziwna smuga młodych gwiazd jest dowodem na ucieczkę supermasywnej czarnej dziury

Astronomowie zauważyli kandydata na supermasywną czarną dziurę, która uciekła ze swojej macierzystej galaktyki, pędząc przez przestrzeń kosmiczną z prędkością około 6,5 miliona km/h przez ostatnie 39 milionów lat.

Wizja artystyczna uciekającej supermasywnej czarnej dziury, która została wyrzucona z macierzystej galaktyki. Ilustracja jest oparta na obserwacjach HST, który za uciekającą czarną dziurę obserwuje smugę gwiazd rozciągającą się na odległość 200 000 lat świetlnych. Źródło: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Zespół naukowców korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i Obserwatorium Kecka na Hawajach, odkrył nieznaną, bardzo cienką, niemal prostą smugę młodych gwiazd i zszokowanego gazu – być może jest to ślad, jaki pozostawiła czarna dziura podczas ucieczki.

Wyniki pracy zostały przedstawione w artykule opublikowanym 6 kwietnia w The Astrophysical Journal Letters.

Coś takiego nie było obserwowane nigdy wcześniej we Wszechświecie – powiedział Pieter van Dokkum, profesor astronomii i fizyki na Uniwersytecie Yale i główny autor badania. Od dawna wiemy, że supermasywne czarne dziury istnieją, i od około 50 lat przewidywano, że mogą być one czasami wyrzucane z galaktyk. Jeżeli zostanie to potwierdzone, byłby to pierwszy dowód na ucieczkę supermasywnej czarnej dziury, potwierdzający to przewidywanie.

Zespół van Dokkuma najpierw wykrył długą smugę za pomocą HST. Aby przyjrzeć się bliżej, przeprowadzili kolejne obserwacje przy użyciu spektrometru LRIS (Low Resolution Imaging Spectrometer) i spektrografu NIRES (Near Infrared Echellette Spectrograph).

Dane z Obserwatorium Kecka ujawniły, że smuga gwiazd ma niezwykłą długość 200 000 lat świetlnych i rozciąga się od zwartej, aktywnej galaktyki gwiazdotwórczej, której światło potrzebowało około 7,6 miliarda lat, aby dotrzeć do Ziemi. Ślad jest prawie w połowie tak jasny, jak sama galaktyka macierzysta, z którą jest powiązany, co wskazuje, że zawiera mnóstwo młodych gwiazd.

Uważamy, że widzimy ślad za czarną dziurą, w którym gaz ochładza się i jest w stanie tworzyć gwiazdę. Patrzymy więc na formowanie się gwiazd, które podążają za czarną dziurą – powiedział van Dokkum.

Obserwatorium Kecka pokazało również jasny węzeł zjonizowanego gazu na szczycie śladu – prawdopodobnie miejsce, w którym znajduje się sama czarna dziura. Ponadto, wydaje się, że galaktyka macierzysta liniowej smugi nie posiada czarnej dziury w swoim centrum, a przynajmniej nie posiada takiej, która aktywnie żeruje na materii i generuje potężne strumienie energii, które mogłyby wykryć teleskopy.

Jeżeli wąska smuga gwiazd i gazu rzeczywiście została utworzona przez czarną dziurę wyrzuconą z macierzystej galaktyki, astronomowie mają prawdopodobne wyjaśnienie jej pochodzenia. Najpierw dwie galaktyki, z których każda zawiera supermasywną czarną dziurę w swoim centrum, łączą się. Następnie, gdy czarne dziury wirują wokół siebie w układzie podwójnym w jądrze nowo powstałej galaktyki, trzecia supermasywna czarna dziura wewnątrz kolejnej galaktyki dołącza do tej pary. Wzajemna interakcja trójki tworzy niestabilną sytuację, która generuje prędkość wystarczającą do storpedowania jednej z trzech czarnych dziur.

Kolejnym krokiem van Dokkuma i jego zespołu jest potwierdzenie, czy odkrycie to jest rzeczywiście uciekającą czarną dziurą. Zespół będzie prowadził dalsze obserwacje obiektu.

Ponieważ liniowa smuga nowo narodzonych gwiazd i zszokowanego gazu jest tak uderzająca, van Dokkum mówi, że powinno być proste znalezienie innych obiektów podobnych do niej w obecnych i przyszłych danych.

Wiele z tego, co robimy, to testowanie hipotez lub doskonalenie poprzednich pomiarów, ale czasami zdarza się, że mamy do czynienia z zupełnie nieoczekiwanym odkryciem. To rzadkie, ale najlepsze! – powiedział van Dokkum.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Łączenie się galaktyk rzuca światło na model ewolucji galaktyk

Astronomowie ujawniają nowe cechy galaktycznych czarnych dziur

Odkryto podwójnego kwazara we wczesnym Wszechświecie