Astronomowie odkryli największą czarną dziurę, jaką kiedykolwiek zaobserwowano

Złożony obraz gromady galaktyk Abell 85. zdjęcie rentgenowskie (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin i in.); Optyczny (SDSS)

Najbardziej masywna czarna dziura, jaką kiedykolwiek zaobserwowano, została odkryta w galaktyce oddalonej o około 700 milionów lat świetlnych od Ziemi. Jest tak duży, że astronomowie sądzą, że można go sfotografować za pomocą tego samego zestawu radioteleskopów, który na początku tego roku wykonał pierwszy obraz znacznie mniejszej czarnej dziury.

Galaktyka, o której mowa, Holm 15A, jest najjaśniejszym członkiem gromady galaktyk zwanej Abell 85, która znajduje się w konstelacji Cetus, widocznej zarówno z półkuli północnej, jak i południowej. Został odkryty w 1937 roku przez szwedzkiego astronoma Erika Holmberga.

Galaktyki na tej odległości nie mogły być szczegółowo badane aż do wystrzelenia Kosmicznego Teleskopu Hubble'a w 1990 roku i niedawnej konstrukcji gigantycznych teleskopów na ziemi. Astronomowie szybko zdali sobie sprawę, że Holm 15A jest nieco niezwykły.

Uderzające w Holm 15A jest to, jak duży i jak słaby jest centralny, rozproszony obszar galaktyki, mówi Kianusch Mehrgan z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka w Niemczech wraz z kilkoma kolegami. Ale podczas gdy wewnętrzne jądro jest niezwykle słabe, reszta galaktyki jest stosunkowo jasna. Dlaczego?

Teraz Mehrgan i koledzy uważają, że rozwiązali zagadkę, korzystając z danych zebranych przez Bardzo Duży Teleskop, zestaw czterech połączonych ze sobą teleskopów, każdy o średnicy 8 metrów, który obserwuje nocne niebo w zakresie widzialnym i podczerwonym widma. Instrument znajduje się na wysokości 2600 metrów na pustyni Atacama w Chile i od pierwszego światła w 1988 roku stał się jednym z najbardziej produktywnych obserwatoriów astronomicznych, jakie kiedykolwiek zbudowano.

Mehrgan i współpracownicy wykorzystali te dane, aby zmapować strukturę galaktyki bardziej szczegółowo, niż było to możliwe wcześniej. Następnie przeprowadzili szereg symulacji, aby zrozumieć, dlaczego centrum jest tak słabe i jak w ogóle mogła powstać galaktyka.

Wyniki stanowią ciekawą lekturę. Symulacje sugerują, że Holm 15A musiała powstać w gigantycznym zderzeniu dwóch młodych galaktyk, co jest częstym zjawiskiem we wczesnym wszechświecie. Zespół twierdzi, że powodem, dla którego jądro jest tak słabe, jest to, że jest zdominowane przez supermasywną czarną dziurę, która albo zjadła pobliskie gwiazdy, albo wyrzuciła je w zewnętrzne regiony galaktyki.

Ta czarna dziura jest ogromna, nawet jak na standardy kosmologiczne. Zespół twierdzi, że według ostrożnych szacunków jest 40 miliardów razy masywniejszy niż Słońce. Dla porównania, czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej, Strzelec A*, jest tylko 4 miliony razy masywniejsza niż Słońce.

Supermasywna czarna dziura Holm 15A jest nie tylko najmasywniejszą z dotychczasowych, ale także cztery do dziewięciu razy większą niż oczekiwano, twierdzą Mehrgan i współpracownicy, wskazując, że jest dwa razy masywniejsza od poprzednich rekordzistów.

Ten ogromny rozmiar sprawia, że ​​czarna dziura Holm 15A jest dobrym kandydatem do obrazowania. Na początku tego roku astronomowie wykonali pierwsze zdjęcie czarnej dziury za pomocą układu ośmiu radioteleskopów rozmieszczonych na całym świecie, które stworzyły instrument wielkości planety. Ta macierz jest znana jako Teleskop Event Horizon i ma rozdzielczość 20 milisekund, co odpowiada rozdzielczości wymaganej do zobaczenia śladu Neila Armstronga na Księżycu z Ziemi.

Nowo odkryta czarna dziura wypełnia obszar nieba około 18 ± 3,7 mikrosekundy kątowej, więc można ją z powodzeniem sfotografować za pomocą Teleskopu Event Horizon. Supermasywna czarna dziura Holm 15A jest systemem kandydującym do bezpośredniego obrazowania, twierdzą Mehrgan i współpracownicy.

To interesująca praca, która pokazuje, jak potężne stały się techniki obrazowania w ostatnich latach. Niemniej jednak, z większymi i potężniejszymi teleskopami, które są obecnie budowane, Holm 15A prawdopodobnie nie utrzyma rekordu przez długi czas.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1907.10608 : Czarna dziura o masie 40 miliardów mas Słońca w ekstremalnym jądrze Holm 15a, centralnej galaktyki Abell 85

ukryć