Wykonane w środkowej podczerwieni zdjęcia centrum naszej Galaktyki ukazują pył opadający na znajdującą się tam czarną dziurę. Dzięki nieosiągalnej wcześniej rozdzielczości zdjęć udało się dostrzec nie obserwowane dotąd szczegóły.

Zdjęcie zostało wykonane przez zespół z University of California w Los Angeles kierowany przez dr Marka Morrisa. Użyto znajdującego się na Hawajach teleskopu Keck II ze zbudowaną przez Jet Propulsion Laboratory kamerą promieniowania podczerwonego. Urządzenie to, nazywane Mid-Infrared Large-Well Imager (Mirlin), rejestruje fotony o trzech różnych długościach i fali i na ich podstawie tworzy kolorowe obrazy.

Środkowa podczerwień to część widma elektromagnetycznego, w których jasno świecą obiekty o temperaturze pokojowej. Wszystko ma Ziemi (teleskop, astronomowie, nawet atmosfera) świeci bardzo jasno w tym zakresie. Obserwowanie ciał niebieskich w tych częstotliwościach jest więc jak optyczne oglądanie gwiazd w środku dnia – potrzebne są specjalne techniki umożliwiające wyłowienie gwiazd z oślepiającego blasku.

W środku otrzymanego zdjęcia znajduje się czarna dziura o masie około 3 milionów razy większej niż masa Słońca. Jej grawitacja, tak silna że nawet światło nie jest w stanie jej pokonać, oddziałuje na ruch pyłu, gazu, a nawet gwiazd znajdujących się w tym regionie.

Zasłona pyłu pochłania światło widzialne emitowane przez gwiazdy znajdujące się w pobliżu galaktycznego centrum. Światło rozgrzewa gaz, który zaczyna emitować promieniowanie cieplne (czyli podczerwone) i staje się widoczny dla urządzeń pracujących w tym zakresie promieniowania elektromagnetycznego.

Zdjęcie ukazuje materię pyłową opadającą po spirali w kierunku czarnej dziury, najbardziej widoczny jej strumień nazywany Ramieniem Północnym. Kiedy pył w końcu opadnie na czarną dziurę, wyzwalana jest energia oddziałująca na wszystko, co znajduje się w pobliżu. Może to wywołać procesy tworzenia się nowych pokoleń gwiazd przez spowodowanie grawitacyjnego zapadania się okolicznych obłoków pyłowych. Takie procesy prawdopodobnie zdarzały się w przeszłości wielokrotnie. Energia płynąca z centrum Galaktyki może tez prowadzić do rozproszenia obłoków i w ten sposób zahamować rozwój nowych gwiazd. Bez względu na to, co się z energią dzieje, masa czarnej dziury powiększa się nieustannie.

Astronomowie wiedzą, że gwiazdy zarejestrowane na zdjęciu są bardzo jasne, gdyż mniej jasne gwiazdy są dla aparatu rejestrującego podczerwień zbyt słabe. Na fotografii dostrzec możemy masywną gwiazdę znajdującą się w ostatnich stadiach życia, czerwonego nadolbrzyma IRS7. jest on widoczny jako niewielka, jasna plamka nieco powyżej środka. IRS7 jest tak jasny (100 tysięcy razy jaśniejszy niż Słońce), że jesteśmy w stanie bezpośrednio zarejestrować jego promieniowanie.

Niewielka pustka (Mini Cavity) w centrum jest bańką, która została opróżniona z pyłu i gazu. Gwiazda znajdująca się w centrum tej pustki (niewidoczna na fotografii) powoduje swoim wiatrem gwiazdowym rozdymanie tej bańki. Pocisk (na fotografii „Bullet”) to tajemniczy obiekt, szybko poruszający się w kierunku od pustki do prawej części zdjęcia. Może on być dżetem gazu i pyłu.

Zdjęcie wykonane w podczerwieni przez teleskop Keck II przedstawia centrum naszej Galaktyki. Dopisano nazwy obserwowanych obiektów.

Inni członkowie grupy pracującej z Mirlinem to: dr Andrea Ghez, dr Eric Becklin i Angelle Tanner z UCLA, dr Michael Ressler i dr Michael Werner z JPL oraz dr Angela Cotera Hulet z Arizona State University w Tempe. Kamera promieniowania podczerwonego została zbudowana w JPL przez Resslera i Wernera. Dokonane odkrycie zostało opublikowane w Astrophysical Journal.

Badanie procesów w centrum Drogi Mlecznej może astronomom powiedzieć wiele o bardziej aktywnych, odległych galaktykach – kwazarach, galaktykach Seyferta, w których dzieją się najbardziej burzliwe procesy we Wszechświecie. Bardziej dokładne instrumenty, które zostaną zbudowane w przyszłości pozwolą na lepsze badanie centrum naszej Galaktyki oraz innych układów gwiazdowych.

Na 2010 rok NASA planuje wystrzelenie James Webb Space Telescope, na pokładzie którego znajdzie się także kamera środkowej podczerwieni. Jej zdolność rozdzielcza będzie porównywalna z tą, którą zapewnia Keck II. Jednak dzięki umieszczeniu poza atmosferą, instrument będzie tysiąc razy bardziej czuły. Umożliwi to badanie galaktyk znajdujących się na skraju obserwowalnego Wszechświata.

Autor

Michał Matraszek