Εικόνα Hubble από ένα δείγμα 20 κοντινών κβάζαρ. Πιστωτική εικόνα: NASA / ESA / ESO Επιλέξτε για μεγέθυνση
Η ανίχνευση μιας υπερ-τεράστιας μαύρης τρύπας χωρίς έναν τεράστιο γαλαξία «ξενιστή» είναι το εκπληκτικό αποτέλεσμα από μια μεγάλη μελέτη των κβάζαρ Hubble και VLT.
Αυτή είναι η πρώτη πειστική ανακάλυψη ενός τέτοιου αντικειμένου. Μια ενδιαφέρουσα εξήγηση είναι ότι ο γαλαξίας του ξενιστή μπορεί να κατασκευαστεί σχεδόν αποκλειστικά από «σκοτεινή ύλη».
Μια ομάδα ευρωπαίων αστρονόμων έχει χρησιμοποιήσει δύο από τις πιο ισχυρές διαθέσιμες αστρονομικές εγκαταστάσεις, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA και το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο ESO (VLT) στο Cerro Paranal, για να ανακαλύψει ένα φωτεινό κβάζαρ χωρίς έναν τεράστιο γαλαξία ξενιστή.
Τα κβάζαρ είναι ισχυρή και συνήθως πολύ μακρινή πηγή τεράστιων ποσοτήτων ακτινοβολίας. Συνήθως συνδέονται με γαλαξίες που περιέχουν μια ενεργή κεντρική μαύρη τρύπα.
Η ομάδα διεξήγαγε μια λεπτομερή μελέτη 20 σχετικά κοντινών κβάζαρ. Για 19 από αυτούς, διαπίστωσαν, όπως αναμενόταν, ότι αυτές οι υπερ-ογκώδεις μαύρες τρύπες περιβάλλονται από έναν γαλαξία-ξενιστή. Αλλά όταν μελέτησαν το φωτεινό κβάζαρ HE0450-2958, που βρίσκεται περίπου 5000 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, δεν μπόρεσαν να βρουν στοιχεία για έναν γαλαξία-ξενιστή.
Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι αυτό μπορεί να υποδηλώνει μια σπάνια περίπτωση σύγκρουσης μεταξύ ενός φαινομενικά φυσιολογικού σπειροειδούς γαλαξία και ενός «εξωτικού» αντικειμένου που φιλοξενεί μια πολύ μαζική μαύρη τρύπα.
Με μάζες που είναι εκατοντάδες εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τον Ήλιο, οι μαζικές μαύρες τρύπες βρίσκονται συνήθως στα κέντρα των πιο μαζικών γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία. Αυτές οι μαύρες τρύπες μερικές φορές εκδηλώνονται δραματικά καταβροχθίζοντας την ύλη που καταπιούν βαρυτικά από το περιβάλλον τους.
Η καλύτερη τροφοδοσία αυτών των αντικειμένων λάμπει ως «κβάζαρ» (σημαίνει «οιονεί αστρικό αντικείμενο» επειδή είχαν αρχικά θεωρηθεί ως αστέρια).
Η τελευταία δεκαετία των παρατηρήσεων, σε μεγάλο βαθμό με το τηλεσκόπιο Hubble, έδειξε ότι τα κβάζαρ συνήθως συνδέονται με μαζικούς γαλαξίες ξενιστές. Ωστόσο, η παρατήρηση του γαλαξία-ξενιστή ενός κβάζαρ είναι δύσκολη δουλειά επειδή το κβάζαρ ξεπερνά εντελώς τον ξενιστή και καλύπτει την υποκείμενη δομή του γαλαξία.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, οι αστρονόμοι επινόησαν μια νέα και πολύ αποτελεσματική στρατηγική. Συνδυάζοντας τις εξαιρετικά ευκρινείς εικόνες του Hubble και τη φασματοσκοπία από το ESL's VLT, παρατήρησαν το δείγμα των 20 κβάζαρ ταυτόχρονα με ένα αστέρι αναφοράς. Το αστέρι χρησίμευσε ως πηγή αναφοράς φωτός που χρησιμοποιήθηκε για την αποσύνδεση του φωτός κβάζαρ από οποιοδήποτε πιθανό φως από έναν υποκείμενο γαλαξία.
Παρά τις καινοτόμες τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν, δεν παρατηρήθηκε γαλαξίας ξενιστής γύρω από το HE0450-2958. Αυτό σημαίνει ότι εάν υπάρχει κάποιος γαλαξίας ξενιστής, πρέπει είτε να είναι τουλάχιστον έξι φορές πιο αμυδρός από τους τυπικούς γαλαξίες του ξενιστή, είτε να έχει μια ακτίνα μικρότερη από περίπου 300 έτη φωτός, δηλαδή 20 έως 170 φορές μικρότερη από τους τυπικούς γαλαξίες του ξενιστή (που συνήθως έχουν ακτίνες κυμαίνονται από περίπου 6.000 έως 50.000 έτη φωτός).
«Με τον ισχυρό συνδυασμό του Hubble και του VLT είμαστε σίγουροι ότι θα μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε έναν κανονικό γαλαξία-ξενιστή», δήλωσε ο Pierre Magain του Πανεπιστημίου; de Li? ge, Βέλγιο.
Ωστόσο, οι αστρονόμοι ανίχνευσαν ένα ενδιαφέρον μικρότερο νέφος αερίου περίπου 2500 έτη φωτός κοντά στο κβάζαρ, το οποίο αποκαλούν «η σταγόνα». Οι παρατηρήσεις του VLT δείχνουν ότι αυτό το σύννεφο είναι λαμπερό επειδή λούζεται από την έντονη ακτινοβολία που προέρχεται από το κβάζαρ και όχι από αστέρια μέσα στο σύννεφο. Πιθανότατα, είναι το αέριο από αυτό το σύννεφο που τροφοδοτεί την υπερ-τεράστια μαύρη τρύπα, επιτρέποντας έτσι να γίνει κβάζαρ.
«Η απουσία ενός τεράστιου γαλαξία-ξενιστή, σε συνδυασμό με την ύπαρξη της σταγόνας και του γαλαξία που σχηματίζει αστέρια, μας οδήγησαν να πιστέψουμε ότι έχουμε αποκαλύψει ένα πραγματικά εξωτικό κβάζαρ», δήλωσε ο Φράιντ Κουρμπίν της Ecole Polytechnique Federale de Λωζάνη, Ελβετία.
«Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η αύξηση του σχηματισμού των άστρων στον γαλαξιακό σύντροφο και το ίδιο το κβάζαρ πυροδοτήθηκαν από μια σύγκρουση που πρέπει να είχε συμβεί περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτό που συνέβη στον υποτιθέμενο κεντρικό υπολογιστή quasar παραμένει άγνωστο. "
Το HE0450-2958 είναι μια προκλητική περίπτωση. Οι αστρονόμοι προτείνουν πολλές πιθανές εξηγήσεις. Ο γαλαξίας του ξενιστή έχει διαλυθεί εντελώς ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης; Έχει απομονωθεί μια μεμονωμένη μαύρη τρύπα αέριο ενώ διασχίζει τον δίσκο ενός σπειροειδούς γαλαξία; Αυτό θα απαιτούσε πολύ ειδικές συνθήκες και πιθανότατα δεν θα είχε προκαλέσει τόσο μεγάλη διαταραχή του γειτονικού γαλαξία όπως παρατηρείται. Περαιτέρω μελέτες ελπίζουμε να αποσαφηνίσουν την κατάσταση.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα υπόθεση είναι ότι ο γαλαξίας που φιλοξενεί τη μαύρη τρύπα ήταν σχεδόν αποκλειστικά κατασκευασμένος από «σκοτεινή ύλη». Ίσως αυτό που παρατηρείται είναι μια φυσιολογική φάση στο σχηματισμό ενός τεράστιου γαλαξία, ο οποίος στην περίπτωση αυτή έχει λάβει χώρα αρκετά 1000 εκατομμύρια χρόνια αργότερα από ό, τι στους περισσότερους άλλους.
Αρχική πηγή: Πύλη ESA
