Czy wzorcowa galaktyka spiralna może zawierać dwie czarne dziury zamiast jednej? Najnowsze badania galaktyki M83 zdają się sugerować, że jest to możliwe. Teraz trzeba tylko odpowiedzieć na kilka trudnych pytań. Skąd się wzięła bliźniacza czarna dziura? Jak przedostała się do centrum galaktyki nie niszcząc jej spiralnej struktury?

Uważa się, że większość galaktyk zawiera pojedynczą czarną dziurę o masie proporcjonalnej do rozmiarów galaktyki. Jednak w wyniku dynamicznych procesów łączenia się galaktyk, podczas kosmicznych kolizji, czarne dziury podlegają także procesowi łączenia.

Łączące się galaktyki zawierają parę czarnych dziur. Poczas zjawiska następuje silna emisja fal rentgenowskich wysyłanych, gdy gorąca materia spada na masywne jądra galaktyk.

Na inną możliwość wskazują obserwacje trzy osobowego zespołu astronomów pod przewodnictwem Damiana Masta z Narodowego Uniwersytetu Argentyny w Cordobie. “Wewnątrz galaktyki M83 mogą znajdować się dwie czarne dziury – mimo, że ich obecności nie towarzyszy emisja promieniowania X” – mówi Damian Masta.

Podobną hipotezę wysunął już w 2000 roku inny zespół astronomów z Niemiec. Zespół badał składową ruchu gwiazd w M83 na kierunek, w którym obserwujemy tą galaktykę. Rezultaty prac były zaskakujące, astronomowie odnaleźli dwa skupiska masy, mogące zasługiwać na miano jądra galaktyki. Jeden z obiektów emitował silne światło widzialne. Natomiast drugi, znajdujący się znacznie bliżej optycznego centrum galaktyki, pozostawał ciemny. Członkowie zespołu stwierdzili, że niewidoczny obiekt może być zasłonięty grubą chmurą gazu i pyłu, która nie dopuszcza silnego światła pochodzącego od tajemniczego obiektu. Badacze podejrzewali, że ciemny obiekt może być właściwym centrum galaktyki, wokół którego rotuje galaktyczny gaz i pył.

Wykonana przez Chandrę fotografia przedstawia promieniowanie X dochodzące od galaktyki spiralnej M83.

Galaktyczna kuźnia na miarę miliona Słońc

Ostatnie badania zespołu Damiana Masta objęły obserwacje zjonizowanego gazu w pobliżu centrum galaktyki M83. W końcu udało się dokładnie zlokalizować położenia dwóch skupisk masy, które najprawdopodobniej znajdują się w odległość 200 lat świetlnych od siebie.

Naukowcom udało się także oszacować masy obiektów: jasny obiekt ma masę co najmniej 5 milionów mas Słońca, a ciemny co najmniej 10 milionów mas Słońca. Dla porównania czarna dziura w jądrze naszej Galaktyki ma zaledwie masę 4 milionów mas Słońca.

Skala wielkości mas oraz wcześniejsze obserwacje łuku formujących się gwiazd w pobliżu centrum galaktyki, pozwalają sądzić, że skupiska materii są w rzeczywistości supermasywnymi czarnymi dziurami. Astronomowie uważają, że narodziny wielu młodych gwiazd w centrum galaktyki są wynikiem poruszania się ciemnego jądra w gęstym galaktycznym gazie, jest to proces towarzyszący łączeniu się galaktyk. Zjawisko rozpoczęło się prawdopodobnie 8 milionów lat temu, taki właśnie jest wiek najstarszych gwiazd w łuku w centrum galaktyki.

Czarna dziura, czy wielka galaktyczna mistyfikacja?

Jednak zespół badawczy z Argentyny jest ostrożny w stawianiu sądów na temat czarnych dziur. Może się okazać, że odnalezione obiekty są jedynie bardzo masywnymi gromadami gwiazd.

David Merritt, astrofizyk z Rochester Institute of Technology w Nowy Jorku, wątpi w możliwość istnienia dwóch czarnych dziur w tej galaktyce. Czarne dziury o tak wielkich masach mogły powstać jedynie w odpowiednio dużych galaktykach. W wyniku połączenia takich olbrzymów powstałaby galaktyka epiltyczna, a nie klasyczna galaktyka spiralna.

Intuicja podpowiada mi, że M83 zawiera jedna czarną dziurę w pobliżu ciemnego jądra, jasne jądro jest natomiast chmurą zagęszczonego gazu” – mówi David Marritt.

Autor

Marcin Nowakowski

Komentarze

  1. NitaJerzy    

    Teorie nieubłaganie mówią, że powiązane ze sobą grawitacyjnie dwie czarne dziury zawsze w końcu łączą się ze sobą — A jeśli w galaktyce spiralnej M83 są jednak dwie czarne dziury ? Zapewne więc nadal zbliżają się do siebie i kiedyś zleją w jedną całość. Ciekawe za jaki czas to nastąpi ? Zapewne w momencie połączenia supermasywnych obiektów o masach rzędu 5 i 10 mln mas Słońca wydzieli się mnóstwo energii. Skoro zauważamy błyski gamma powstałe w odległości paru miliardów świetlnych lat (vide GRB050509B) i to generowane przy zderzeniach stosunkowo mało masywnych gwiazd neutronowych, to w przypadku zderzenia supermasywnych obiektów w odległej tylko o 15 mln lat świetlnych M83 będzie to chyba gigantyczny fajerwerk. Ciekawe czy takie superkataklizmiczne zdarzenie w dość bliskiej galaktyce może zagrozić ziemskiemu życiu bądź wpłynąć znacząco na jego dalszy rozwój ?

    1. kuba    

      dinozaury — jedna z hipotez mówi, ze dinozaury wiginęły przez szkodliwe promieniowanie towarzyszące powstaniu supernowej… jak dojdze do tego połączenia to raczej nie zostanie to bez echa.

  2. Marek    

    Czy można się przed tym uchronić? — No wporządku, bardzo wiele się mówi że rozbłyski gamma mogą zniszczyć życie na Ziemi ale czy przed tym można się jakoś zabezpieczyć? Np. poprzez schowanie się pod ziemię, czy wręcz życie w podziemnych miastach? Albo wręcz zamieszkanie na jakiejś innej planecie (być może nawet wytworzonej przez nas) i osłonienie jej czymś?

    1. kuba    

      pewnie tak 🙂 — pewnie tak:)

  3. ©Rasz    

    Chudy rekin i żarłoczna podnawka, czyli efekt „książęcego kucharza” — OTW mówi nam, że powinny istnieć fale grawitacyjne. A to oznacza, że układ dwóch rotujących ciał będzie za sprawą tychże fal – tracił energię, czyli owe ciała będą się do siebie zbliżać. Jednak warto pamiętać o tym, że obserwowane centrum rzeczonej galaktyki najwyraźniej obfituje w znaczne ilości materii międzygwiezdnej, która jest zasysana przez rotujący układ, powodując co? – jego „napędzanie”!
    Czyli że karuzela będzie się kręcić coraz szybciej (no, powiedzmy: energiczniej) zaś jej dwa ramiona – czarne dziury w centrum – mogą się zacząć nawet… oddalać od siebie!

    Oczywiście wszystko zależy od tego, jak będzie transmitowana energia materii, rozpędzającej się pod wpływem grawitacji. Czy będzie zachodzić jej wydajne przekazywanie tak, iż pęd cząsteczek opadających ku centrum – będzie „transformowany” na silną składową radialną, związaną z rotacją dysku akrecyjnego? A następnie czy dysk – będzie w stanie przekazać ową energię znajdującym się w jego części „niezbyt centralnej” – krążącym wokół wspólnego środka ciężkości supermasywnym obiektom zwartym?
    Myślę, że gdy rzecz „dzieje się” w jednej płaszczyźnie, zarówno wzajemne okrążanie się czarnych dziur, jak i dopływ „świeżej” materii z zewnątrz, to… jest to nieuniknione!

    Oczywiście aby poznać ewolucję takiego układu, należałoby zebrać nieco więcej szczegółowych danych, oraz przeprowadzić symulacje komputerowe, jednakże pewne oczekiwania „natury ogólnej” mówią, że: raczej tak.
    A jeśli „tak”, to trzeba by zauważyć rzecz kolejną: dla dwóch, związanych grawitacyjnie czarnych dziur, różniących się b. znacznie masą, przy założeniu, że dopływ materii następowałby głównie w tej samej płaszczyźnie, w której porusza się lżejsza z nich – to owa „lżejsza” będzie stanowić obiekt bardziej „zewnętrzny”. A to z kolei oznacza, że większość dopływającej materii – trafi właśnie do niej!

    Dalej zaś idąc: zbudowaliśmy sobie model układu, który wykazuje pewną „semistabilność”, czyli przy zachowaniu określonych warunków możemy się spodziewać, iż zlanie się dwóch głównych składników może być odwlekane w czasie – niemal dowolnie długo. Być może wystarczająco długo, aby z całkiem niewielkiej „podnawki”, rzędu kilkudziesięciu mas słońca – wyrosła nam imponująca, supermasywna czarna dziura.

    Reasumując: obserwowany układ nie musiał wcale powstać jako efekt połączenia dwóch galaktyk! Równie dobrze mógł wyewoluować na zasadzie, jak bym to określił: „kucharza księcia”. Jeśli kucharz wpierw kosztuje wszystkiego w kuchni, a potem jeszcze ma jeszcze obowiązek uczynić to przy stole, demonstrując swe osobiste „gwarancje”, zanim zacznie jeść książe, to jak będzie wyglądać zestawienie ich mas?
    I największy nawet apetyt księcia – nie może tego bilansu zmienić…

Komentarze są zablokowane.