Galaktyka OJ 287 posiada dwie czarne dziury w swoim centrum

Astronomowie potwierdzili teorię, że w centrum odległej galaktyki OJ 287 znajdują się dwie czarne dziury. Nowe badanie wskazuje, że obserwacje satelitarne przeprowadzone w 2021 r. po raz pierwszy ujawniły mniejszą z nich.

W 2021 r. satelita NASA do poszukiwania egzoplanet został skierowany w stronę galaktyki OJ 287, aby pomóc astronomom potwierdzić teorię początkowo zaproponowaną przez naukowców z University of Turku w Finlandii, dotyczącą dwóch czarnych dziur w centrum galaktyki.

Jak tłumaczą naukowcy, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) został zaprojektowany w celu odkrycia tysięcy egzoplanet krążących wokół najjaśniejszych gwiazd karłowatych na niebie. TESS znajduje planety od małych, skalistych światów po gigantyczne planety, pokazując różnorodność globów w galaktyce Drogi Mlecznej. Do tej pory znalazł 410 potwierdzonych egzoplanet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce.

W 2021 roku TESS spędził kilka tygodni na badaniu innego rodzaju układu, odległej galaktyki o nazwie OJ 287. Naukowcy znaleźli pośrednie dowody na to, że w jej centrum bardzo masywna czarna dziura krąży wokół 100 razy większej gigantycznej czarnej dziury.

Aby zweryfikować istnienie mniejszej z nich, TESS monitorował jasność głównej czarnej dziury i związanego z nią dżetu. Bezpośrednia obserwacja mniejszego obiektu krążącego wokół większego jest zdaniem astronomów, niezwykle trudna, ale jej obecność została ujawniona przez nagły wzrost jasności. Tego rodzaju wydarzenie nigdy wcześniej nie zostało obserwowane w OJ287, ale badacze z University of Turku przewidzieli je już w 2014 roku. Satelita TESS wykrył oczekiwany rozbłysk 12 listopada 2021 r.

Jak tłumaczą naukowcy, wydarzenie trwało zaledwie 12 godzin, ich zdaniem ten krótki czas wskazuje, że bardzo trudno jest znaleźć rozbłysk o dużej jasności, chyba że jego czas jest znany z wyprzedzeniem. W tym przypadku teoria naukowców z University of Turku okazała się słuszna, a TESS został skierowany na OJ 287 we właściwym czasie. Odkrycie zostało również potwierdzone przez należący do NASA teleskop Swift, który również został skierowany na ten sam cel.

W badaniu łączącym wszystkie obserwacje, naukowcy z University of Turku, pod kierownictwem profesora Mauri Valtonena, wykazali, że 12-godzinny wybuch światła pochodził z mniejszej czarnej dziury na orbicie i jej otoczenia. Badanie zostało opublikowane w The Astrophysical Journal Letters.

Zdaniem astronomów, szybki wybuch jasności występuje, gdy mniejsza czarna dziura „połyka” duży fragment dysku akrecyjnego otaczającego większą, zamieniając go w strumień gazu na zewnątrz. Jak wskazują badacze strumień mniejszej czarnej dziury jest wówczas jaśniejszy od strumienia większej przez około 12 godzin. Sprawia to, że kolor OJ287 jest mniej czerwonawy lub żółty, zamiast normalnego czerwonego. Po wybuchu powraca on do normalności. Żółty kolor wskazuje, że przez 12 godzin widoczne jest światło z mniejszego obiektu.

„Dlatego możemy teraz powiedzieć, że po raz pierwszy zobaczyliśmy orbitującą czarną dziurę, w taki sam sposób, w jaki możemy powiedzieć, że TESS widział planety krążące wokół innych gwiazd. Podobnie jak w przypadku planet, niezwykle trudno jest uzyskać bezpośredni obraz mniejszej czarnej dziury. W rzeczywistości, ze względu na ogromną odległość OJ 287, która wynosi blisko cztery miliardy lat świetlnych, prawdopodobnie minie bardzo dużo czasu, zanim nasze metody obserwacyjne rozwiną się na tyle, aby uchwycić nawet obraz większej czarnej dziury” – mówi profesor Valtonen.

Emil Gołoś