Teleskop Spitzer bada zachowanie czarnych dziur

Należący do NASA Spitzer Space Telescope uchwycił strumienie pyłu o długości tysięcy lat świetlnych kierujące się w stronę supermasywnej czarnej dziury w sercu galaktyki Andromedy. Obserwacje te mogą pomóc zrozumieć, w jaki sposób te niezwykle gęste obiekty pochłaniają materię z otoczenia.

Jak tłumaczą astronomowie z NASA, podczas gdy supermasywne czarne dziury pochłaniają gaz i pył, materiał rozgrzewa się tuż przed wpadnięciem do ich środka, tworząc pokazy świetlne, które są czasami jaśniejsze niż same galaktyki. Gdy materiał jest pochłaniany w skupiskach o różnych rozmiarach, jasność czarnej dziury zmienia się.

Czarne dziury w centrum Drogi Mlecznej i galaktyki Andromedy są jednymi z najcichszych pochłaniaczy materii z kosmosu. Jak twierdzą badacze, niewielka ilość emitowanego przez nie światła nie różni się znacząco pod względem jasności, co sugeruje, że pochłaniają one raczej niewielki, ale stały strumień „pożywienia” niż duże jego skupiska. Strumienie zbliżają się do czarnej dziury stopniowo i w kształcie spirali.

W najnowszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie The Astrophysical Journal przyjęto hipotezę, że supermasywna czarna dziura żywi się stałym strumieniem gazu i zastosowano ją do galaktyki Andromedy. Korzystając z modeli komputerowych, naukowcy symulowali, jak gaz i pył w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w sąsiadującej galaktyce może zachowywać się w czasie.

Symulacje wykazały, jak wskazują astronomowie, że w pobliżu supermasywnej czarnej dziury może utworzyć się niewielki dysk gorącego gazu, który jest w stanie ciągle ją zasilać. Mógłby być on uzupełniany i utrzymywany przez liczne strumienie gazu i pyłu.

Jednak naukowcy odkryli również, że strumienie te muszą pozostawać w określonym rozmiarze i tempie przepływu – w przeciwnym razie materia wpadałaby do czarnej dziury w nieregularnych „kępach”, powodując większe fluktuacje światła.

Astronomowie porównali swoje odkrycia z danymi z Teleskopu Spitzer i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a znaleźli spirale pyłu, które pasowały do tych ograniczeń. Na tej podstawie badacze doszli do wniosku, że spirale te zasilają supermasywną czarną dziurę Andromedy.

Wystrzelony w 2003 roku i zarządzany przez Jet Propulsion Laboratory NASA, Spitzer badał Wszechświat w świetle podczerwonym, które jest niewidoczne dla ludzkich oczu. Jak wskazują naukowcy, różne długości fal ujawniają różne cechy Andromedy, w tym gorętsze źródła światła, takie jak gwiazdy i chłodniejsze źródła, takie jak pył.

Oddzielając te długości fal i patrząc na sam pył, astronomowie mogą uchwycić „szkielet” galaktyki – miejsca, w których gaz uległ koalescencji i ochłodzeniu, czasami tworząc pył, tworząc warunki do formowania się gwiazd.

Chociaż jest to galaktyka spiralna, podobnie jak Droga Mleczna, Andromeda, jest jak tłumaczą astronomowie, zdominowana przez duży pierścień pyłu, a nie wyraźne ramiona krążące wokół jej centrum. Obrazy ujawniły również wtórną dziurę w jednej części pierścienia, przez którą przeszła galaktyka karłowata.

Emil Gołoś