Wyobraź sobie, że jedziesz przez małe miasto zawierające skromnej wielkości budynki i nagle widzisz 100-piętrowy wieżowiec. Astronomowie znaleźli podobne monstrum w kosmosie: niemalże rekordowo supermasywna czarna dziura o masie siedemnastu miliardów Słońc mieszkająca w zapadłej kosmicznej społeczności kilku galaktyk.

Do tej pory niezwykle masywne czarne dziury były znajdywane w jądrach bardzo dużych galaktyk w bardzo dużych regionach Wszechświata wypełnionych innymi dużymi galaktykami. Nie jest to tylko zbieg okoliczności. Jak kosmiczny Pac-Man, potworna czarna dziura pochłania mniejsze czarne dziury, gdy dwie galaktyki zderzają się. Jedna z największych supermasywnych czarnych dziur ma masę 21 miliardów Słońc i przebywa w zatłoczonej gromadzie galaktyk Coma, położonej 330 milionów lat świetlnych od Ziemi.

Ogromna galaktyka eliptyczna NGC 1600.

Nowo odkryta supermasywna czarna dziura znajduje się w środku ogromnej galaktyki eliptycznej NGC 1600, położonej w małej grupie grupie około 20 galaktyk. Astronomowie szacują, że te mniejsze grupy galaktyk są około 50 razy bardziej obfite niż spektakularnych wielkości gromady, takie jak Coma.

Pytanie zatem brzmi: “Czy jest to wierzchołek góry lodowej?” Może istnieć dużo więcej ogromnych czarnych dziur, ale nie w wysokim wieżowcu na Manhattanie, a gdzieś pośród równin środkowego zachodu.

Naukowcy byli również zaskoczeni odkryciem, że czarna dziura jest ponad dziesięć razy bardziej masywna niż przewidywali. Na podstawie wcześniejszych badań czarnych dziur, astronomowie opracowali korelację między masą czarnej dziury a masą zgrubienia centralnego jej macierzystej galaktyki – im większe zgrubienie centralne tym bardziej masywna czarna dziura. Jednak w przypadku galaktyki NGC 1600, masa czarnej dziury znacznie przewyższa masę stosunkowo rzadkich zgrubień. “Okazuje się, że ta zależność nie działa dla niezwykle masywnych czarnych dziur, które stanowią większą część masy galaktyki macierzystej” – mówią naukowcy.

Jednym z pomysłów na wyjaśnienie ogromnej wielkości czarnej dziury jest połączenie się z inną czarną dziurą bardzo dawno temu. Kiedy dwie galaktyki łączą się, ich centralne czarne dziury osiedlają się w centrum nowo powstałej galaktyki i okrążają się nawzajem. Oddziaływania grawitacyjne sprawiają, że czarne dziury zbliżają się do siebie, a w końcu łączą się, tworząc jeszcze większą czarną dziurę. Wtedy supermasywna czarna dziura nadal rośnie pochłaniając gaz powstały w wyniku zderzenia dwóch galaktyk.

Galaktyka NGC 1600.

Częste “posiłki” spożywane przez NGC 1600 mogą również być powodem dlaczego galaktyka znajduje się w małym miasteczku z nielicznymi galaktycznymi sąsiadami. NGC 1600 jest najbardziej dominującą galaktyką w tej grupie galaktyk, co najmniej trzy razy jaśniejszą od sąsiadów.

Według naukowców może być ona pozostałością po kwazarze, aktywnej galaktyce podobnej do gwiazdy. Teraz czarna dziura to śpiący olbrzym. Jedynym sposobem na oszacowanie wartości masy czarnej dziury był pomiar prędkości gwiazd w pobliżu, które są pod silnym wpływem grawitacji czarnej dziury.

Pomiary prędkości zostały wykonane przez Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) na 8-metrowym teleskopie Gemini North na Mauna Kea na Hawajach. GMOS analizowało spektroskopowo światło z centrum galaktyki, odsłaniając gwiazdy w odległości 3000 lat świetlnych od jądra. Niektóre z tych gwiazd krążą wokół jądra i unikają bliskich spotkań. Jednakże gwiazdy poruszające się prostszą ścieżką z dala od centrum sugerują, że odważyły się “podejść” bliżej centrum i zostały wyrzucone najprawdopodobniej przez bliźniacze czarne dziury.

Archiwalne zdjęcia Hubble’a analizowane przez NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) wspierają ideę bliźniaczych czarnych dziur wyrzucających daleko gwiazdy. Zdjęcia NICMOS ujawniły, że jądro galaktyki było niezwykle słabe, co wskazuje na brak gwiazd w pobliżu centrum galaktyki. Rdzeń galaktyki pozbawiony gwiazd rozróżnia masywne galaktyki od standardowych galaktyk eliptycznych, które mają znacznie jaśniejsze centra. Naukowcy szacują, że ilość gwiazd wyrzuconych z regionu centralnego wynosi 40 miliardów Słońc, co możemy porównać do wyrzucenia całego dysku Drogi Mlecznej.

Autor

Julia Liszniańska
Julia Liszniańska

Redaktor naczelna AstroNETu i członek Klubu Astronomicznego Almukantarat. Studentka informatyki na Politechnice Wrocławskiej. Stypendystka m.in. programów: TopMinds organizowanego przez Polsko-Amerykańską Komisję Fulbrighta, Microsoft Career Club oraz G4G Nokia.