Astronomowie zbadali galaktykę NGC 4151
W ramach misji XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) naukowcy zbadali galaktykę NGC 4151 i niezwykłą czarną dziurę w jej centrum.
Misja XRISM jest prowadzona przez Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) we współpracy z NASA i European Space Agency (ESA). Została wystrzelona 6 września 2023 roku. NASA i JAXA opracowały Resolve – spektrometr mikrokalorymetryczny znajdujący się na pokładzie pojazdu kosmicznego.
„Instrument XRISM Resolve uchwycił szczegółowe widmo obszaru wokół czarnej dziury. Szczyty i spadki są jak chemiczne odciski palców, które mogą nam powiedzieć, jakie pierwiastki są tam obecne i ujawnić wskazówki dotyczące losu materii zbliżającej się do czarnej dziury”– tłumaczy Brian Williams z NASA.
Jak tłumaczą astronomwoie, NGC 4151 to galaktyka spiralna znajdująca się w odległości około 43 milionów lat świetlnych w północnym gwiazdozbiorze Psów Gończych. W jej centrum znajduje się supermasywna czarna dziura o masie ponad 20 milionów razy większej od masy Słońca.
Galaktyka jest również aktywna, co zdaniem naukowców oznacza, że jej centrum jest niezwykle jasne i zmienne. Gaz i pył wirujące w kierunku czarnej dziury tworzą wokół niej dysk akrecyjny, który nagrzewa się pod wpływem sił grawitacji i tarcia, co wpływa na zmienność jasności. Część materii na skraju czarnej dziury tworzy strumienie cząstek, które wylatują z każdej strony dysku z prędkością bliską prędkości światła. Obłok materii w kształcie okręgu, zwany torusem otacza dysk akrecyjny.
Jak wskazują badacze, NGC 4151 jest jedną z najbliższych znanych galaktyk aktywnych. Inne misje, w tym należące do NASA Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i Kosmiczny Teleskop Hubble’a, badały ją, aby dowiedzieć się więcej na temat interakcji między czarnymi dziurami a ich otoczeniem, co może powiedzieć naukowcom, w jaki sposób te niezwykle gęste obiekty w centrach galaktyk powiększają się.
Galaktyka jest niezwykle jasna w promieniowaniu rentgenowskim, co czyni ją idealnym celem do obserwacji dla XRISM. Widmo NGC 4151 ujawniło znaczący wzrost przy energiach nieco poniżej 6,5 keV (kiloelektronowoltów) – jest to linia emisyjna żelaza. Astronomowie uważają, że duża część mocy aktywnych galaktyk pochodzi z promieniowania rentgenowskiego mającego źródło w gorących, rozbłyskujących obszarach w pobliżu czarnej dziury. Promieniowanie rentgenowskie odbijające się od chłodniejszego gazu w dysku powoduje fluorescencję żelaza, wytwarzając specyficzny pik rentgenowski. Pozwala to astronomom na uzyskanie lepszego obrazu zarówno dysku, jak i obszarów znajdujących się znacznie bliżej centrum galaktyki.
Żelazo to tylko jeden z pierwiastków wykrywanych przez XRISM. Teleskop zdaniem astronomów, może również wykryć siarkę, wapń, argon i inne, w zależności od źródła. Każdy to ważna informacja dla naukowców, dotycząca kosmicznych zjawiskach w zakresie promieniowania rentgenowskiego.
Emil Gołoś
