Najnovija mjerenja pokazuju da je najspektakularniji dio aktivnosti crne rupe u poznatoj galaksiji NGC 1068 godinama bio skriven iza slojeva prašine.
Astronomi su analizom infracrvenih podataka James Webb svemirskog teleskopa (JWST) otkrili da crna rupa u galaksiji NGC 1068, poznatoj i kao Messier 77, izbacuje plin daleko snažnije nego što se dosad mislilo. Rezultati su objavljeni u časopisu Astronomy & Astrophysics, a vodi ih Cosimo Marconcini sa Sveučilišta u Firenci.
NGC 1068 nalazi se oko 45 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Riječ je o prečkastoj spiralnoj galaksiji čija supermasivna crna rupa ima masu između osam i sedamnaest milijuna Sunčevih masa. Kako materija pada u crnu rupu, oslobađa se ogromna energija koja pokreće snažne vjetrove i izbacivanje plina iz središta galaksije.
Dva sloja istog vjetra
Istraživači su kombinirali nove JWST/MIRI infracrvene podatke s arhivskim optičkim podacima (VLT/MUSE) i milimetarskim podacima (ALMA). Infracrvena spektroskopija otkrila je više od dvadeset različitih emisijskih linija ioniziranog plina i sedam prijelaza tople molekularne vodikove pare.
Pokazalo se da izbacivanje plina ima dvije komponente: jednu vidljivu optičkim teleskopima i drugu, skrivenu prašinom, koja se može detektirati samo u infracrvenom svjetlu. Ta skrivena komponenta kreće se oko 300 kilometara u sekundi brže od vidljive i nosi većinu ukupne mase izbačenog plina.
Brzine izbacivanja dosežu do 2.000 kilometara u sekundi. To znači da je znatan dio nasilnog izbacivanja crne rupe bio skriven naočigled, neotkriven standardnim metodama promatranja.
Do sto puta veće brojke
Koristeći dva specijalizirana alata za modeliranje, tim je utvrdio da su stvarna masa, energija i impuls izbacivanja do sto puta veći nego što su procjenjivale uobičajene metode. Ukupno se radi o nekoliko milijuna Sunčevih masa ioniziranog plina koje se izbacuju iz središta galaksije.
Istraživači su zatim provjerili može li se taj plin ikada vratiti prema crnoj rupi. Usporedbom brzine izbacivanja s izlaznom brzinom galaksije otkrili su da plin putuje nekoliko puta brže od brzine potrebne za potpuni bijeg. Drugim riječima, dio plina mogao bi zauvijek napustiti galaksiju.
Impuls izbacivanja veći je od onoga što bi sama radijacija aktivne galaktičke jezgre mogla proizvesti. To upućuje na to da i radio-mlaz galaksije mehanički doprinosi pokretanju plina, stoji u radu.
Što to znači za modele razvoja galaksija
Ovakvi rezultati nisu samo akademska zanimljivost. Izbačeni plin je materijal od kojeg nastaju zvijezde. Ako crna rupa izbacuje goleme količine tog materijala iz galaksije, ona izravno određuje koliko će zvijezda galaksija uopće moći stvoriti i koliko će dugo njezino središte ostati aktivno.
Dosadašnji modeli razvoja galaksija uvelike su se oslanjali na optička promatranja. Ako se većina izbačenog plina skriva iza prašine, onda su ti modeli gradili zaključke na nepotpunim podacima. Autori sami priznaju da njihovi nalazi pokazuju koliko se dramatično mijenja slika kada se ispravno procijeni stvarna energetika izbacivanja.
Ovo nije prvi put da infracrvena promatranja prisiljavaju astronome na reviziju. Isti obrazac ponavlja se i kod drugih aktivnih galaksija: ono što optički teleskopi vide često je samo vanjski, najmanje energetski sloj procesa. Prava energija događa se u područjima koja prašina skriva.
Ostaje pitanje koje istraživanje nije postavilo: koliko su pouzdane dosadašnje procjene izbacivanja plina u drugim galaksijama koje nisu promatrane JWST-om? Ako je jedna od najproučavanijih obližnjih aktivnih galaksija skrivala većinu svoje najsnažnije aktivnosti, koliko tek toga ostaje neotkriveno u galaksijama milijardama svjetlosnih godina dalje?
Ovo je vrlo zanimljiv rezultat, ali ključnu tvrdnju „do sto puta snažnije” treba čitati malo opreznije. Ako je sažetak rada vjeran, najvažnije nije da je crna rupa odjednom postala „sto puta aktivnija”, nego da su ranije procjene energetike vjetra bile ozbiljno podcijenjene jer su optička promatranja zahvaćala samo dio strukture. JWST je kroz prašinu otkrio dodatnu, bržu komponentu plina koja nosi velik dio mase. Posebno je zanimljivo nekoliko stvari: Brzina do ~2.000 km/s znači da dio materijala može premašiti brzinu bijega iz galaksije. Takav plin više nije samo privremeno „premješten” iz središta. Ako izbačeni materijal doista doseže nekoliko milijuna Sunčevih masa, radi se o ogromnoj količini sirovine za buduće stvaranje zvijezda. Činjenica da impuls premašuje ono što bi se očekivalo samo od zračenja AGN-a podupire scenarij u kojem radio-mlaz dodatno mehanički ubrzava plin. Najvažnija metodološka poruka možda je upravo ona iz zadnjeg dijela teksta: optički podatak nije nužno reprezentativan za… Čitaj više »