Abell 2597 to supermasywna gromada galaktyk, a w dodatku jedna z największych znanych struktur tego typu, znajdująca się miliardy lat świetlnych od Ziemi. W samym jej środku, w centralnej galaktyce spiralnej, znajduje się supermasywna czarna dziura, która zachowuje się trochę jak… fontanna.

Cały system działa na zasadzie pętli, w której szybko opadający w stronę czarnej dziury zimny gaz powoduje wzrost jej aktywności. To z kolei prowadzi do powstania dżetów z rozgrzanej materii wyrzucanej (czasem aż poza galaktykę) z biegunów magnetycznych czarnej dziury. Rozpędzone do prędkości podświetlnych dżety wypychają materię znajdującą się na ich drodze do galaktycznego halo. Materia ta potem znowu zaczyna opadać w kierunku czarnej dziury, a cały proces zaczyna się od początku. Naukowcy, którzy go opisali, przyrównują rolę czarnej dziury do pompy w fontannie.

Obraz gromady galaktyk Abell 2597, z czarną dziurą w centrum. Żółty kolor przedstawia dane z ALMA, ukazujące zimny gaz opadający na czarną dziurę. Czerwony to dane VLT, pokazujące wyrzucany od czarnej dziury rozgrzany gaz. Fioletowy kolor pokazuje rozkład zjonizowanego gazu uchwyconego przez teleskop Chandra.

Abell 2597 to pierwszy zaobserwowany przypadek, w którym wyraźnie widać zarówno napływ zimnego gazu do czarnej dziury, jak i wyrzucenie go z powrotem poza obszar jej najsilniejszego wpływu w postaci dżetów. Zakłada się, że zazwyczaj supermasywne czarne dziury pożerają otaczającą je materię powoli, ale jak widać, i od tej reguły można znaleźć wyjątek. Szacuje się, że masa gazu biorącego udział w tym procesie wynosi około 3 miliardy mas słonecznych, tworząc w środku galaktyki mgławicę filamentarną o rozmiarze stu tysięcy lat świetlnych.

Wszystko zaczęło się, gdy VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) zaobserwował ciepły, zjonizowany gaz wyrzucany z centralnej galaktyki Abell 2597, ale uzyskane dane nie zostały wówczas poddane pełnej analizie. W 2016 roku, kiedy po raz pierwszy skierowano w to miejsce teleskop ALMA, wykryto deszcz materii na czarną dziurę. Te badania, w połączeniu z późniejszymi – decydującymi – obserwacjami ALMA, oraz danymi z teleskopu radiowego Chandra, pozwoliły na stworzenie właściwego modelu. W dodatku przeprowadzone badania popierają także hipotezę mówiącą, że obłoki zimnego gazu oraz obłoki ciepłego, zjonizowanego gazu mogą i powinny być traktowane jako ten sam obiekt, w ktorym ciepły gaz stanowi po prostu zewnętrzną warstwę obłoku.

W związku z tym, że ta czarna dziura jest pierwszą poznaną „fontanną”, nie mamy pewności, jak częste jest to zjawisko. Czekamy na dalsze badania i odpowiedź, czy jest ono częścią ewolucji galaktyk, czy też do jego wystąpienia potrzeba bardzo specyficznych warunków.

Source :

ALMA

Autor

Aleksandra Bochenek