Dalekohled ALMA zachytil vůbec první obrazy akrečního disku černé díry - „koblihu“zahřátého plynu a hmoty, která se kolem něj točí a kterou postupně absorbuje, podle článku publikovaného v Astrofyzikálním dopisu.
"Při vysvětlování různých vlastností kvasarů jsme dlouho věřili, že aktivní superhmotné černé díry jsou obklopeny koblihovitou strukturou plynu a prachu." Neviděli jsme ji, protože je velmi malá. Pouze díky ultra vysokému rozlišení ALMA jsme dokázali tento sen realizovat a potvrdit, že taková struktura existuje, “říká Mastoshi Imanishi z japonské národní astronomické observatoře v Tokiu.
Kosmické koblihy a bagely
Supermasivní černé díry se nacházejí ve středu téměř každé galaxie. Na rozdíl od černých děr, které se objevují, když se hvězdy zhroutí, je jejich hmotnost několik miliónů hmotností Slunce. Pravidelně absorbují hvězdy, jiná nebeská tělesa a plyn a vypouštějí část zachycené hmoty ve formě paprsků - paprsky zahřáté plazmy pohybující se rychlostí blízkého světla.
Tyto emise jsou podle astronomů výsledkem skutečnosti, že černé díry nejsou schopny absorbovat hmotu v neomezeném množství. Existuje určitá hranice, kterou astrofyzici nazývají Eddingtonovým limitem: když je dosaženo, látka se začne hromadit v blízkosti černé díry ve formě horké „koblihy“- akrečního disku, kde se částice otírají o sebe, zahřívají se na velmi vysoké teploty a jsou hozeny do vesmíru.
Ne všechny černé díry se chovají tímto způsobem, vysvětluje Imanishi. Například objekt Sgr A * ve středu naší galaxie se vyznačuje skromnou dispozicí a chutí k jídlu, nemá trysky a akreční disk. Otázka, jak se vytváří akreční disk a proč některé černé díry ostře ztrácejí chuť k jídlu nebo naopak získávají, se stala jednou z hlavních otázek astronomie.
Japonští astrofyzici učinili první krok k vyřešení tohoto tajemství tím, že pozorovali spirální galaxii M77 v souhvězdí Cetus (jeden z nejbližších sousedů Mléčné dráhy) s mikrovlnným dalekohledem ALMA na vysoké náhorní plošině Chahnantor v Chile.
Propagační video:
Černá díra oběd
Disk této galaxie je otočen v našem směru „čelem“, což umožňuje astronomům sledovat, co se děje v jeho středu, kde se nachází jedna z nejaktivnějších a nejjasnějších supermasivních černých děr v bezprostřední blízkosti Mléčné dráhy.
Vědci z Japonska hledali „koblihu“ve svém středu a hledali trik: pozorovali dva typy molekul, které mohou být přítomny v blízkosti černé díry, ale chovají se jinak za různých podmínek. Například molekuly oxidu uhelnatého, které ALMA dokáže dobře rozlišit, se nacházejí téměř ve všech rozích galaxií a mohou emitovat mikrovlny téměř za všech podmínek.
Na druhé straně, látky jako kyselina kyanovodíková nebo některé aldehydy (nejjednodušší sloučeniny kyslíku, vodíku a uhlíku) se stanou viditelnými pro antény ALMA pouze tehdy, jsou-li ve zvláště hustých oblacích plynu. Astrokční disk, jak vysvětlují astronomové, by měl být mnohem hustší než okolní shluky hmoty a může být detekován pozorováním nadbytku těchto dvou sloučenin.
Myšlenka se vyplatila - japonským astrofyzikům se podařilo získat první podrobné fotografie „koblihy“akrečního disku a neočekávaně odhalily některé ze svých vlastností. Ukázalo se například, že má podlouhlý a nerovný tvar - což naznačuje, že jeho rotace je řízena náhodnými procesy, a nejen přitažlivostí „vlastníka“středu galaxie.
Astronomové doufají, že další pozorování M77 pomůže přesně pochopit, jak jeho „kobliha“nabrala takový neobvyklý tvar a proč černá díra ve středu Mléčné dráhy ji nemá.