Co zasila czarne dziury?

Śmierć masywnej gwiazdy daje początek czarnej dziurze. Po zapadnięciu się gwiazdy w przestrzeni kosmicznej powstaje obszar o tak silnej grawitacji, że nic nie jest w stanie się z niego wydostać. Masa poszczególnych czarnych dziur, które rozrzucone są po całym Wszechświecie, jest zazwyczaj od 10 do 24 razy większa od masy Słońca. Ale istnieją także takie czarne dziury, które są miliony razy cięższe od gwiazdy, wokół której skupia się nasz Układ Słoneczny. Wciąż nie wiemy dokładnie, jak powstają te SMBH, ani co je zasila.

Niedawne badanie wspierane przez finansowany ze środków UE projekt CR-GAS rzuciło nieco światła na rozwiązanie tej zagadki. Z badania wynika, że SMBH pochłaniają obłoki gazu, które docierają do nich po przebyciu ogromnych odległości między dwoma galaktykami. Ten ważny związek między wzajemnym oddziaływaniem sąsiednich galaktyk a ogromną ilością gazu zasilającego SMBH wyjaśniono w pracy opublikowanej w czasopiśmie „Nature Astronomy”.

„Supermasywne czarne dziury zawdzięczają swoją aktywność częściowo stopniowemu gromadzeniu gazu z otaczającego je środowiska. Supermasywne czarne dziury mogą sprawić, że centra galaktyk świecą bardzo jasno, gdy pochłaniają gaz, i uważa się, że proces ten może mieć duży wpływ na obecny wygląd galaktyk. Sposób, w jaki SMBH pozyskują wystarczającą ilość paliwa do podtrzymania swojej aktywności i wzrostu, wciąż pozostaje dla astronomów zagadką, ale praca, którą wykonaliśmy, stanowi ważny krok na drodze do zrozumienia tego zagadnienia”, wyjaśnia główna autorka badania Sandra Raimundo, adiunktka z duńskiego Uniwersytetu w Kopenhadze, będącego koordynatorem projektu CR-GAS, w informacji prasowej opublikowanej w portalu „EurekAlert!”.Po zbadaniu orbit gazowych i gwiazd w ponad 3 000 galaktyk zespół badawczy zidentyfikował te, w których występuje zjawisko przeciwbieżności gazu. Jak opisano w informacji prasowej, w przypadku przeciwbieżności gazu obraca się on w innym kierunku niż gwiazdy w danej galaktyce, co wskazuje na wcześniejsze oddziaływanie między dwiema galaktykami. Zespół odkrył, że galaktyki, w których występuje zjawisko przeciwbieżności gazu, miały większy odsetek aktywnych SMBH.

Wyniki sugerują, że gaz jest przenoszony w miejsce zetknięcia dwóch galaktyk, podróżując setki tysięcy lat świetlnych przez przestrzeń kosmiczną, a następnie siły grawitacyjne SMBH zasysają go jako istotne źródło paliwa. „Po raz pierwszy zaobserwowano bezpośredni związek między powstawaniem i obecnością przeciwbieżnego gazu a zasilaniem aktywnych supermasywnych czarnych dziur”, zauważa adiunktka Raimundo, będąca również wizytującym asystentem badawczym Uniwersytetu Kalifornijskiego w Stanach Zjednoczonych, będącego partnerem projektu CR-GAS.

Takie właśnie odkrycia są głównym celem projektu CR-GAS (Black hole growth fuelled by counter-rotating gas), który przyczynić się ma do odkrycia mechanizmu napędzającego wzrost aktywnych czarnych dziur. Współautorka badania prof. Marianne Vestergaard, również z Uniwersytetu w Kopenhadze, komentuje: „To, co fascynuje w tych obserwacjach, to fakt, że możemy teraz, po raz pierwszy, zidentyfikować przechwycony gaz i prześledzić jego drogę aż do ośrodka, w którym pochłania go czarna dziura”.

Więcej informacji:

projekt CR-GAS