M87 rozmija się z tradycyjnym obrazem galaktyki, w której środku rezyduje supermasywna czarna dziura… o dokładnie 71 lat świetlnych.

M87 jest galaktyką eliptyczną w gromadzie Panny, jedną z największych w znanym wszechświecie. Czarna dziura w jej centrum waży ponad 6 miliardów mas Słońca – w centrum, a nie w środku, gdyż oddalona jest od środka geometrycznego o 71 lat świetlnych. Wynika to z nowych pomiarów rozkładu jasności galaktyki.

Galaktyki eliptyczne przez swój symetryczny kształt wykazują gładki spadek jasności od centrum do brzegów. Gdyby naszkicować ich izofoty – linie o stałej jasności – stanowiłyby one koncentryczne okręgi lub elipsy wokół geometrycznego środka, gdzie normalnie należałoby się spodziewać czarnej dziury. Jednak naukowcy, którzy przeprowadzili taką analizę dla M87, wcale nie trafili w supermasywny obiekt, lecz nieco obok.

Chociaż samo spostrzeżenie poddaje w wątpliwość coś, co dotychczas było uważane za regułę (czyli że czarna dziura znajduje się zawsze idealnie w środku galaktyki), to ciekawsze od niego są próby znalezienia przyczyn. Podejrzewano między innymi istnienie układu podwójnego czarnych dziur, wpływ sąsiednich galaktyk lub nawet odrzut pochodzący od słynnego dżetu emitowanego przez czarną dziurę. Najprawdopodobniej jednak winne jest któreś ze zderzeń, w których M87 brała udział w przeszłości.

Inne wyjaśnienia mają poważne braki logiczne. Hipotetyczny drugi składnik układu podwójnego powinien mieć porównywalną z pierwszym masę, by móc wywierać na niego wpływ – tak ciężkiego obiektu nigdy nie zaobserwowano, a trudno byłoby go przeoczyć. Sąsiednie galaktyki zgodnie z symulacjami mogłyby przesunąć czarną dziurę o raptem jedną trzecią roku świetlnego. Wreszcie to, że widzimy tylko jeden dżet po “naszej” stronie M87 nie znaczy, że za nią nie ma drugiego o identycznych parametrach. Modele teoretyczne nie pozwalają na emisję tylko jednego dżetu, poza tym naukowcy mają pośrednie dowody na istnienie jego lustrzanego odbicia – więc o odrzucie również nie ma mowy.

Duże gabaryty M87 są skutkiem wielu zderzeń, w wyniku których galaktyka pochłaniała inne, i podobnie względem swoich odpowiedników zachowywała się jej czarna dziura. Nie wiadomo kiedy i z jaką galaktyką miało miejsce to zderzenie, w wyniku którego czarna dziura została wybita ze środka. Brakuje kilku istotnych parametrów, np. względnej prędkości kolidujących obiektów, by móc zasymulować stan sprzed zdarzenia.

Nie jest to pierwszy przypadek, w którym czarna dziura opuściła swoje typowe miejsce, jednak zazwyczaj przesunięcie jest znacznie większe – rzędu tysięcy lat świetlnych. W M87 ta odległość jest najmniejszą z dotychczas znanych, a mimo to powrót czarnej dziury do geometrycznego środka może potrwać miliardy lat.

Autor

Paweł Laskoś-Grabowski