W ciągu ostatniej dekady środowisko naukowe oraz społeczeństwo oswoiło się z faktem istnienia supermasywnych czarnych dziur (od kilku tysięcy do kilku miliardów mas Słońca) w centrach galaktyk oraz z istnieniem wielu niewielkich czarnych dziur (kilka, kilkanaście mas Słońca) w dyskach galaktyk. Do tej jednak pory nie zaobserwowano żadnej czarnej dziury, której masa znajdowałaby się pomiędzy tymi wartościami.

Astronom Joel Bregman z Uniwersytetu Michigan zasugerował, że średnie czarne dziury byłyby silnym źródłem promieniowania rentgenowskiego pochodzącego spoza centrum galaktyk. Razem ze współpracownikami: Jifeng Liu i Patrick Seitzer zdołał obserwacyjnie zweryfikować prawdziwość swej teorii. Wyniki obserwacji zostały zaprezentowane na Zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Waszyngtonie.

Czarne dziury, jak wiele innych ciał niebieskich, nie mogą być obserwowane bezpośrednio. Dzięki badaniom wpływu grawitacyjnego czarnej dziury na okolicę, astronomowie dowiadują się więcej na temat sprawcy tych wpływów. Bardzo dogodną sytuacją jest drugie ciało niebieskie (np. gwiazda) orbitujące wokół czarnej dziury. Wtedy badając ruch tej gwiazdy, można w zadowalający sposób opisać czarną dziurę. Jeśli taka orbitująca gwiazda zbliży się do czarnej dziury na pewną graniczną odległość, czarna dziura zacznie “wysysać” materię z gwiazdy. Materia opadająca na czarną dziurę najpierw kilkukrotnie ją okrąży, przyspieszając i rozgrzewając się przy tym. Gorąca materia jest źródłem promieniowania. W wielu przypadkach jest to promieniowanie X.

Od pewnego czasu takie silne źródła promieniowania X były odkrywane. Są one tym bardziej interesujące, że nie znajdywano żadnego odpowiednika w świetle widzialnym, w promieniowaniu rentgenowskim zaś ich jasność dziesięciokrotnie przekraczała jasność dotąd poznanych tego typu źródeł w Drodze Mlecznej. Pewne teorie sugerowały, że źródłami tymi mogą być tylko czarne dziury o masie od 30 do 1000 mas Słońca. Takie obiekty są najlepszymi kandydatami na uzupełnienie brakującej luki w kategorii średnio-masywnych czarnych dziur.

Zespół Bergmana podjął się zadania zidentyfikowania tych jasnych (w świetle promieniowania X) obiektów. Wykorzystując fotografie o wysokiej rozdzielczości z obserwatorium Chandra (Chandra X-Ray Observatory) i zdjęcia tych samych obszarów w świetle widzialnym wykonane przez HST (Kosmiczny Teleskop Hubble’a) Bergman porównał je ze sobą. Po pokonaniu wielu problemów ostatecznie zespół wytypował 5 kandydatów na średnio-masywne czarne dziury spośród silnych źródeł promieniowania X: 2 w galaktyce M51 i po jednym w galaktykach M81, NGC6946 i NGC4559. “Każdy z tych obiektów znajduje się niedaleko ramion galaktyk, co wskazuje na ich silny związek z nowopowstałymi masywnymi gwiazdami” – powiedział Bergman.

W ramach analizy zdjęć grupa Bergmana zdołała zidentyfikować 2 układy binarne (w M51 i M81) o bardzo ciasnej orbicie. Następnym celem zespołu będzie dokładne określenie mas obu składników i innych ważnych parametrów układu. “Albo znajdziemy brakujące ogniwo wśród czarnych dziur, albo obalimy obowiązujące obecnie granice jasności dysków akrecyjnych mało masywnych czarnych dziur – kończy Bergman – Jedynie czas i obserwacje mogą dać nam odpowiedź.

Autor

Andrzej Nowojewski