Marianne Vestergaard – astronom z Uniwersytetu Stanowego Ohio – opracowała nową metodę szacowania masy czarnych dziur w odległych kwazarach.

Galaktyki emitują ilość promieniowania proporcjonalną do liczby gwiazd wewnątrz. Niewielka część tych galaktyk zwane galaktykami aktywnymi wypromieniowuje o wiele więcej energii niż wynikałoby to z liczby gwiazd. Ten nadmiar energii ucieka z galaktyki w postaci promieniowania zawierającego się między promieniowaniem radiowym, a promieniowaniem rentgenowskim. Z kolei pośród galaktyk aktywnych istnieje wybitnie wydajna grupa zwana kwazarami, której większa część emitowanej energii przypada na jądro zawierające czarną dziurę. W końcu mała część kwazarów nazywana potocznie “głośnymi radiowo” posiada moc emisyjną 100 razy większą niż inne kwazary, szczególnie na falach radiowych (stąd nazwa).

Obecnie panuje przekonanie, że wewnątrz każdego kwazara znajduje się supermasywna czarna dziura, która jest odpowiedzialna za charakter kwazarów.

Aby zrozumieć jak odległe czarne dziury w galaktykach powstają i ewoluują astronomowie musza znać ich masę oraz parametry akrecji okolicznych obiektów (tzn. jak wiele materii wpada do czarnej dziury w jednostce czasu). Problem tkwi w wyznaczaniu masy odległych czarnych dziur – metody pozwalające na zdeterminowanie tych parametrów w pobliskich obiektach są w tym przypadku bezużyteczne. Nowy sposób oceniania mas czarnych dziur w kwazarach pozwoli na lepsze zrozumienie tych unikalnych obiektów i wytłumaczenie różnic w mocy promieniowania między nimi.

We wcześniejszych pracach naukowcy twierdzili, że czarne dziury w kwazarach głośnych na falach radiowych są przynajmniej kilkukrotnie masywniejsze, co sugerowało, że istnieje jakaś graniczna masa czarnej dziury, powyżej której kwazar z nią związany staje się głośny radiowo. Według pomiarów Vestergaard te założenia się nie potwierdziły.

Vestergaard wzięła pod lupę 1000 kwazarów zbadanych w ramach projektu Large Bright Quasar Survey (dosł. Badanie Dużych Jasnych Kwazarów) ukończonego w 1995 roku przez astronomów z Multiple Mirror Telescope Observatory instytucji należącej do Instytutu Smitha (Smithsonian Institution) oraz Uniwersytetu Stanu Arizona położonego niedaleko Tuscon.

Vestergaard w końcu stwierdziła, że poza różnicami w emisji fal radiowych i czasami promieniowania X kwazary radiowo ciche i głośne są bardzo podobne. Nie znalazła żadnego związku między masą, a mocą emisyjną. Jednak po dokładniejszej analizie odkryła związek między masą czarnych dziur a wewnętrzną jasnością kwazarów na falach radiowych. Wcześniejsze wyniki już sugerowały ten fakt, jednak Vestergaard odkryła, że ten związek jest o wiele silniejszy niż przypuszczano.

Metoda ta z pewnością przyda się naukowcom zaangażowanym w nowy projekt stanu Ohio o nazwie Kronos polegający na obserwacji czarnych dziur na wielu długościach fal jednocześnie. To umożliwi na uzyskaniu obrazu otoczenia czarnej dziury z dokładnością 10000 razy większą niż obecnie uzyskiwana przez Kosmiczny Teleskop Hubblea.

Autor

Andrzej Nowojewski