Ukryte czarne dziury – jak je znaleźć?
Astronomowie odkryli sposób, aby obserwować ukryte czarne dziury, które chowają się za otaczającym je pyłem. Pozwoli to lepiej zrozumieć te tajemnicze obiekty kosmiczne.
Naukowcy z Australian National University (ANU) i Hokkai-Gakuen University, wykryli sygnały radiowe z gorącego gazu otaczającego supermasywną czarną dziurę, która istniała 12,9 miliarda lat temu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.
Badacze pierwszy raz zaobserwowali gorący gaz molekularny w pobliżu czarnej dziury w tak młodym Wszechświecie. Pozwoliło im to ujawnić szczegółowo warunki, w których ten obiekt rósł niezwykle szybko. Sugeruje to również, że wiele z tych tajemniczych obiektów może pozostawać ukrytych za pyłem, ale dzięki nowemu podejściu obserwacyjnemu będzie możliwe ich odkrycie.
Astronomowie wykorzystali obserwacje w ultrawysokiej rozdzielczości do zbadania środowiska otaczającego supermasywną czarną dziurę o masie ponad miliard razy większej niż masa Słońca.
„Odkrycie to może pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób czarne dziury rozwijały się z maleńkich nasion we wczesnym Wszechświecie do supermasywnych czarnych dziur widocznych dziś oraz to jak pył i gaz może je przesłaniać i uniemożliwiać obserwacje. Wiele z tych obiektów może być ukrytych w zapylonych regionach wczesnego Wszechświata, a my nie możemy ich wykryć” – mówi Takafumi Tsukui z ANU.
Supermasywne czarne dziury generują intensywną energię poprzez pochłanianie otaczającej je materii. Zasila ona kwazary (zwarte źródło ciągłego promieniowania elektromagnetycznego o ogromnej mocy – rodzaj aktywnej galaktyki), które są jednymi z najjaśniejszych obiektów we Wszechświecie. Jednak pomimo emitowanego przez nie światła, badanie najbardziej wewnętrznych ich obszarów pozostaje wyzwaniem dla astronomów.
Korzystając z obserwacji teleskopu Atacama Large Millimeter Array (ALMA, naukowcy, po raz pierwszy ujawnili mechanizmy ogrzewania wpływające na gaz znajdujący się zaledwie kilkaset lat świetlnych od czarnej dziury. Badanie te pomagają badaczom lepiej zrozumieć ekstremalne warunki panujące w pobliżu tych obiektów.
„Odkryliśmy, że intensywne promieniowanie rentgenowskie emitowane przez materię wokół czarnej dziury, wraz z silnymi wiatrami, podgrzewa gaz do stanów energetycznych znacznie wyższych niż te zwykle obserwowane w normalnych środowiskach galaktycznych, gdzie głównym źródłem energii jest promieniowanie ultrafioletowe pochodzące od gwiazd. Ponieważ fale radiowe obserwowane przez ALMA nie są łatwo pochłaniane przez pył, nasza technika staje się potężnym narzędziem, aby odkrywać ukryte czarne dziury” – twierdzi Takafumi Tsukui.
Stosując podobne obserwacje emisji gazu do innych obiektów, astronomowie spodziewają się opracować bardziej kompleksowy obraz tego jak wyglądają ukryte czarne dziury i lepiej poznać ich historię i to jak powstawały.
Emil Gołoś
