Astronomowie zaobserwowali po raz pierwszy w historii dwie supermasywne czarne dziury w tej samej galaktyce. Przy pomocy Chandra X-ray Observatory udało się zidentyfikować jądro w motylokształtnej galaktyce NGC 6240.

Z dotychczasowych obserwacji wynikało, że centralny obszar jasnej galaktyki NGC 6240, odległej od nas o kilkaset milionów lat świetlnych, emituje promieniowanie rentgenowskie. Na zdjęciach w widmie optycznym, radiowym i podczerwonym galaktyka ma dwa jasne jądra. Obserwacje rentgenowskie, prowadzone przy pomocy kosmicznego obserwatorium Chandra, miały wyjaśnić, czy i, jeśli tak, które z nich jest supermasywną czarną dziurą, przyciągającą materię, która, rozpędzana do ogromnych prędkości, emituje promieniowanie rentgenowskie.

Obserwacje prowadzone przez Chandrę przyniosły jednak niespodziankę: zdjęcia rentgenowskie ujawniły, że w obu “jądrach” galaktyki tkwią aktywne czarne dziury, pożerające okoliczną materię.

Mieliśmy nadzieję, że wykorzystanie Chandry pozwoli nam ustalić, które z jąder jest aktywną supermasywną czarną dziurą” – powiedziała Stefanie Komossa z Max Planck Institute, główna autorka publikacji na temat NGC 6240. – “Ku naszemu zaskoczeniu okazało się, że oba“. Obiekty te krążą wokół siebie w odległości około 3000 lat świetlnych. Za kilkaset milionów lat zleją się w jedna, jeszcze potężniejszą czarną dziurę.

Artystyczna koncepcja ukazuje czarną dziurę otoczoną przez dysk gorącego gazu i duży pączek lub torus chłodniejszego gazu i pyłu. Jasnoniebieski pierścień w tylnej części torusa jest efektem fluorescenji atomów żelaza wywołanej przez promieniowanie X z gorącego dysku gazowego.

NGC 6240 jest klasycznym przykładem masywnej galaktyki, która powstała stosunkowo niedawno dzięki zderzeniu i przemieszaniu się materii dwóch mniejszych galaktyk. Zderzenie zapoczątkowało intensywne procesy gwiazdotwórcze. Galaktyki tego typu pełne są pyłu i gazu, dlatego szczegółowe obserwacje ich centralnych obszarów są bardzo utrudnione. Najwyraźniej obie mniejsze galaktyki, które utworzyły dzisiejszą NGC 6240, miały w centrach supermasywne czarne dziury, które teraz coraz bardziej zbliżają się do siebie.

“Odkrycie dwóch czarnych dziur wspiera teorię zakładającą możliwość powiększania się czarnych dziur do niezwykle dużych mas w centrach galaktyk wskutek łączenia się z innymi czarnymi dziurami” – powiedziała Komossa. – “To bardzo ważne dla zrozumienia procesu powstawania i ewoluowania galaktyk“.

Zdjęcie po prawej przedstawia galaktykę NGC 6240 widzialnym zakresie fal, zostało wykonane przez Hubble Space Telescope przy pomocy Wide-Field Planetary Camera 2. Pochodząca z Chandry fotgrafia po prawej odsłania to samo pole widzenia w centralnym rejonie galaktyki. Kolory odzwierciedlają na nim intensywność emisji promieniowania X: mała (czerwony), średnia (zielony) i wysoka (niebieski). Po raz pierwszy Chandra umożliwiła zaobserwowanie dwóch czarnych dziur w jednej galaktyce.

Dla fizyków obiekty tego typu są szczególnie interesujące ze względu na możliwość zaobserwowania fal grawitacyjnych podczas zderzenia. Niestety, w przypadku NGC 6240 na zderzenie trzeba będzie jeszcze trochę poczekać – bagatela kilkaset milionów lat. Tym niemniej odkrycie pierwszej podwójnej supermasywnej czarnej dziury pozwala spodziewać się kolejnych podobnych odkryć w przyszłości.

Autor

Łukasz Wiśniewski