Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z obserwatorium ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) jako pierwszy w historii zaobserwował jedno z nietypowych zjawisk pogody kosmicznej – gromadę gęstych obłoków gazu międzygalaktycznego opadającą na supermasywną czarną dziurę w centrum olbrzymiej galaktyki znajdującej się miliard lat świetlnych od Ziemi. Wyniki badań zostaną opublikowane jutro w periodyku Nature.
Nowe obserwacje wykonane za pomocą obserwatorium ALMA stanowią pierwszy bezpośredni dowód na to, że chłodne geste obłoki mogą powstawać z gorącego gazu międzygalaktycznego i opadać do centrum galaktyki, aby zasilić jej centralną, supermasywną czarną dziurę. Owe wyniki mają istotny wpływ na naszą wiedzę o tym, w jaki sposób w wyniku akrecji powstają supermasywne czarne dziury.
Dotychczas astronomowie uważali, że w największych galaktykach supermasywne czarne dziury karmiły się stałym dopływem gorącego zjonizowanego gazu pochodzącego z halo galaktycznego. Nowe obserwacje wskazują, że gdy wystąpią odpowiednia pogoda międzygalaktyczna, czarne dziury mogą żywić się także chaotycznie poruszającymi się olbrzymimi obłokami bardzo chłodnego gazu molekularnego.
„Chociaż było to jedno z głównych przewidywań teoretycznych ostatnich lat, dopiero teraz mamy pierwszy, wyraźny dowód obserwacyjny na opadanie chaotycznego, zimnego deszczu na supermasywną czarną dziurę,” mówi Grant Tremblay, astronom z Uniwersytetu Yale w New Haven w stanie Connecticut i główny autor oproacowania. „To niesamowicie ekscytujące móc obserwować te potężne opady zasilające czarną dziurę o masie ok. 300 milionów mas Słońca.”
Tremblay wraz ze swoim zespołem wykorzystał obserwatorium ALMA, aby zajrzeć wgłąb niespodziewanie jasnej gromady około 50 galaktyk znanej pod nazwą Abell 2597. W jej centrum znajduje się masywna galaktyka eliptyczna nazywana jedynie Najjaśniejszą Galaktyką W Gromadzie Abell 2597. Przestrzeń między galaktykami gromady wypełnia rozproszona atmosfera gorącego, zjonizowanego gazu, obserwowanego wcześniej za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra.
„Ten bardzo, bardzo gorący gaz może ulec szybkiemu ochłodzeniu, kondensacji podobnie do wilgotnego, ciepłego powietrza w ziemskiej atmosferze, które prowadzi do szybkiego powstania chmur deszczowych i opadów,” mówi Tremblay. „Powstałe w ten sposób obłoki następnie opadają na galaktykę napędzając procesy gwiazdotwórcze i zasilając supermasywną czarną dziurę.”
W pobliżu centrum galaktyki badacze odkryli dokładnie takie zdarzenie: trzy masywne zagęszczenia chłodnego gazu opadają na supermasywną czarną dziurę w centrum galaktyki z prędkością miliona kilometrów na godzinę. Każdy z tych obłoków ma masę równą milionowi mas Słońca i rozmiary rzędu kilkudziesięciu lat świetlnych.
W normalnych warunkach, obiekty w tej skali byłyby trudne do zaobserwowania z tak dużej odległości, nawet za pomocą obserwatorium ALMA. Udało się je jednak zauważyć, dzięki temu, że rzucają na Ziemię „cień” o długości miliarda lat świetlnych.
Dodatkowe dane zebrane za pomocą sieci Very Long Baseline Array wskazują, że obłoki gazu obserwowane za pomocą ALMA znajdują się zaledwie około 300 lat świetlnych od centralnej czarnej dziury.
Choć ALMA była w stanie wykryć zaledwie trzy obłoki gazu w pobliżu czarnej dziury, astronomowie szacują, że w pobliżu mogą się ich znajdować tysiące, dzięki czemu opady na czarną dziurę mogą ją jeszcze zasilać przez bardzo długi okres czasu.
Teraz astronomowie planują wykorzystać obserwatorium ALMA do poszukiwania tych „opadów” w innych galaktykach, dzięki czemu będzie można określić, czy tego typu zjawiska są na tyle powszechne jak wskazują obecne teorie.
Źródło: ESO