Chciwa Czarna Dziura Karmiona Dwoma Spiralnymi Ramionami: Przełomowe Odkrycie ALMA
Supermasywny Potwór z Galaktyki Cyrkla
Najbliższy „Obżartuch” Ukryty za Drogą Mleczną
Supermasywne czarne dziury, choć stanowią fascynujący element Wszechświata, wciąż pozostają „niechlujnymi” jedzącymi. Nowe badania prowadzone przez doktoranta Wouta Goesaerta z Uniwersytetu w Lejdzie rzucają światło na ich zagadkowe nawyki żywieniowe.
W centrum uwagi znalazła się galaktyka Cyrkla (Circinus), położona zaledwie 13 milionów lat świetlnych odkryta dopiero w 1977 roku, ponieważ jest skutecznie ukryta za dyskiem naszej własnej Drogi Mlecznej. To właśnie jej centralna supermasywna czarna dziura, będąca jednym z najbliższych i najbardziej aktywnych obiektów tego typu, stała się obiektem przełomowych obserwacji.
Koniec Kosmicznych Wirów: Ramiona Spiralne jako Kanały Zasilające
Odkrycie Ramion Spiralnych za pomocą ALMA
Przez lata, popularny obraz zasilania czarnych dziur zakładał, że materia opada na nie w postaci prostego, gwałtownego wirującego dysku akrecyjnego. Badania Wouta Goesaerta, oparte na obserwacjach z potężnego radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) z 2023 roku, wykazały jednak, że rzeczywistość jest bardziej złożona.
Naukowcy, wykorzystując dodatkowe dane i zaawansowane modelowanie, odkryli, że gaz nie spada swobodnie, ale jest kierowany w stronę czarnej dziury przez dwa wyraźne ramiona spiralne.
W kreskówkach czasem widzimy, jak dysk gazu znika w czarnej dziurze niczym w wirze wodnym. Jeśli jednak brakuje kanału zasilającego, taki dysk będzie kręcił się wokół niej na przyzwoitej odległości w nieskończoność, wyjaśnia Goesaert. Potrzebny jest więc jakiś kanał przepływu. I tu właśnie wchodzą w grę nasze ramiona spiralne.
Ramiona te działają jak kosmiczne korytarze, aktywnie transportując gaz do wewnętrznych rejonów wokół czarnej dziury.
Niewydajna Kosmiczna Stołówka: Tylko 12% Zjedzone
Gaz Wyrzucany z Prędkością 150 000 km/h
Dalsza analiza ujawniła mechanikę tego „posiłku”. Obliczono, że gaz w ramionach spiralnych przemieszcza się w stronę centrum z ogromną prędkością, osiągającą 150 000 kilometrów na godzinę. Jednak mimo tego szybkiego dostarczania, supermasywna czarna dziura w galaktyce Cyrkla okazuje się być zaskakująco nieefektywnym konsumentem.
Ustalono, że maksymalnie 12% wpadającej materii faktycznie znika za horyzontem zdarzeń. Pozostała część, czyli aż 88% gazu, jest z dużą siłą wyrzucana z powrotem w przestrzeń kosmiczną, zanim zdoła dosięgnąć czarnej dziury.
Odkrycie to rodzi nowe pytania kluczowe dla astrofizyki: Czy wszystkie supermasywne czarne dziury są zasilane w podobny sposób? Co dzieje się z wyrzuconą materią – czy tworzy ona „kosmiczną fontannę”, która ostatecznie opada z powrotem, czy też oddala się, prowadząc do innych procesów, np. powstawania gwiazd?
Naukowcy liczą na to, że odpowiedzi dostarczą przyszłe obserwacje prowadzone za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) oraz budowanego w Chile Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT).
Na ilustracji: Wizualizacja złożonej struktury spiralnych ramion dostarczających gaz do supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki Cyrkla, będąca wynikiem zaawansowanego modelowania danych z ALMA.
Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ESO/W. Goesaert i inni
Źródła Informacji
- Publikacja Naukowa: Wout M. Goesaert, Konrad R.W. Tristram, C.M. Violette Impellizzeri i in., Torus feeding and outflow launching in the active nucleus of the Circinus galaxy, zaakceptowany do publikacji w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
- Informacja Prasowa: Leiden University, Greedy black hole feeds via two spiral arms (13 października 2025).
Opracowanie: Agnieszka Nowak
