Webb zajrzał w serce galaktyki. Nieznany obraz czarnych dziur

Teleskop Webba zagląda w serce Galaktyki Cyrkla

Galaktyka Cyrkla znajduje się 13 mln lat świetlnych od Ziemi. To jedna z najbliższych galaktyk z aktywnym jądrem galaktycznym. W jej centrum kryje się supermasywna czarna dziura. Tę z kolei otacza struktura z pyłu i gazu. Przez lata astronomowie sądzili, że gorący pył w pobliżu czarnej dziury jest głównie z niej wyrzucany. I ze w ten sposób wpływa on na ewolucję galaktyki. Jednak najnowsze obserwacje teleskopu Webba kwestionują te założenia.

Co ustalił zespół naukowców z całego świata

Międzynarodowy zespół astronomów uzyskał najostrzejszy jak dotąd obraz pyłu wokół czarnej dziury w Galaktyce Cyrkla. Wykorzystano w tym celu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. W wyniku obserwacji okazało się, że zdecydowana większość pyłu (aż 87 proc.) znajduje się w zwartym, spłaszczonym dysku ustawionym wzdłuż osi równikowej, który zasila czarną dziurę. Tylko mniej niż 1 proc. gorącego pyłu wypływa z czarnej dziury. Pozostała część tej emisji pochodzi z pyłu ogrzewanego w innych rejonach.

Obalony stereotyp o czarnych dziurach

Przez lata dominował obraz, w którym gorący, pylasty materiał wokół czarnych dziur jest w dużej mierze wywiewany w postaci potężnych wypływów. Jasna poświata widoczna w średniej podczerwieni miała być przede wszystkim śladem tego „kosmicznego wiatru”.

Dane z teleskopu Webba są przełomem, bo podważają te założenia. Po raz pierwszy dane te pozwoliły bezpośrednio rozdzielić dysk karmiący czarną dziurę od materii wypychanej na zewnątrz. Zespół wykazał, że jasny pyłowy łuk na zewnątrz jądra jest rzeczywiście związany z wielofazowym wypływem, ale odpowiada za mniej niż 1 proc. emisji. To radykalnie zmniejsza rolę wypływów jako źródła promieniowania w centrum Galaktyki Cyrkla.

Teleskop Webba i czarna dziura. Czy to przełom?

Nowe wyniki kwestionują dotychczasowe modele aktywnych jąder galaktyk. Według ich założeń, to pyłowe wypływy z czarnych dziur miały odgrywać główną rolę w kształtowaniu obserwowanego promieniowania. Okazuje się, że przynajmniej w przypadku Galaktyki Cyrkla obserwowana w podczerwieni struktura jest przede wszystkim rezerwuarem materii, który skutecznie „karmi” czarną dziurę.

Dla modeli ewolucji galaktyk oznacza to, że wpływ czarnych dziur na ich otoczenie może być bardziej subtelny. Tempo ich wzrostu z kolei większe, niż sugerowały klasyczne scenariusze z dominującymi wypływami.

Wpływ na przyszłe badania czarnych dziur

Dokonane przez naukowców odkrycie otwiera nowe perspektywy przed astronomami badającymi czarne dziury. Ta sama technika może zostać zastosowana do badania kolejnych, stosunkowo bliskich galaktyk z aktywnymi czarnymi dziurami.

Co to oznacza w praktyce?

Dzięki niej astronomowie będą mogli sprawdzić, czy fakt, że większość pyłu karmi czarną dziurę, a nie z niej ucieka, jest regułą, czy wyjątkiem. Na podstawie dokładniejszej obserwacji w podczerwieni będą tez mogli dokładniej szacować tempo wzrostu czarnych dziur. To pomoże w badaniu ich wpływu na galaktyki.

Potrzebujemy statystycznej próby czarnych dziur, może kilkunastu lub kilkudziesięciu, aby zrozumieć, jak masa w ich dyskach akrecyjnych i odpływach wpływa na ich moc.

– podkreśla główny autor badania, Enrique Lopez-Rodriguez z Uniwersytetu Karoliny Południowej.

Przeczytaj również: Teleskop Webba odkrył, co zabiło galaktykę. To nie był wybuch