• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Czarne dziury aktywowane przez wewnątrzgalaktyczne siły

    15.07.2011. 18:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W większości galaktyk we wszechświecie znaleźć można masywne czarne dziury, których masa jest od około 1 mln do 10 mln razy większa od masy Słońca. Aby je odnaleźć, astronomowie poszukują miejsc ogromnego promieniowania emitowanego przez gaz, który wpada w takie obiekty w okresie aktywności czarnej dziury. Uważa się, że owo "wpadanie" gazu to sposób, w jaki czarna dziura powiększa się.

    W niektórych galaktykach, takich jak nasza Droga Mleczna, centralna czarna dziura jest spokojna. Zespół astronomów twierdzi, że czarne dziury mogą aktywować się bez zderzenia galaktyk - rzecz wcześniej uznawana za niemożliwą. Naukowcy wykorzystali dane pozyskane z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) i rentgenowskiego obserwatorium kosmicznego XMM-Newton Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

    Do tej pory astronomowie sądzili, że aktywne jądro uruchamia się, kiedy dwie galaktyki przechodzą blisko siebie lub się łączą, a rozproszony materiał staje się paliwem dla centralnej czarnej dziury. Nowe badania, których wyniki mają zostać opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal, wskazują że niekoniecznie tak musi być w przypadku wielu aktywnych jąder galaktycznych (AGN).

    Viola Allevato z Max-Planck-Institut für Plasmaphysik w Garching, Niemcy, wraz z kolegami przyjrzała się szczegółowo ponad 600 galaktykom w intensywnie badanym sektorze nieba. Znany jako pole Cosmos w równikowym gwiazdozbiorze Sekstantu, pokrywa obszar około 10 razy większy od Księżyca w pełni.

    Obecność AGN wykryto za pomocą promieni rentgenowskich, emitowanych wokół czarnych dziur, wychwyconych przez obserwatorium kosmiczne XMM-Newton ESA. Jądra galaktyczne były następnie obserwowane za pomocą VLT ESO, który był w stanie zmierzyć odległości do galaktyk.

    W połączeniu obserwacje umożliwiły zespołowi przygotowanie trójwymiarowej mapy z zaznaczonymi AGN. "Zabrało to ponad pięć lat, ale pozwoliło nam opracować jeden z największych i najbardziej kompletnych wykazów aktywnych galaktyk na niebie w zakresie rentgenowskim" - zauważa współautorka raportu, Marcella Brusa z Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik.

    Następnie astronomowie wykorzystali nową mapę do sprawdzenia rozmieszczenia AGN i porównania go z przewidywaniami teoretycznymi. Ponadto, naukowcy byli w stanie zobaczyć, jak rozmieszczenie to zmieniało się wraz ze starzeniem się Wszechświata - od około 11 mld lat temu do dnia niemal dzisiejszego - i stwierdzić, że AGN występują głównie w galaktykach masywnych.

    Wyniki były zaskakujące, ponieważ wydają się wykluczać odkształceniogenne połączenia galaktyk jako istotną przyczynę powstawania AGN - powszechnie przyjmowane do tej pory założenie. Jeżeli AGN byłyby skutkiem łączenia się lub bliskiego mijania się galaktyk, występowałyby w galaktykach o umiarkowanej masie. Jednakże stwierdzono, że większość AGN występuje w galaktykach o masie około 20 razy większej od wartości przewidywanej w teorii.

    "Te nowe wyniki dostarczają nam nowej wiedzy o tym, jak supermasywne czarne dziury rozpoczynają swoje posiłki" - mówi Viola Allevato, naczelna autorka badań. "Wskazują, że czarne dziury są zazwyczaj zasilane przez procesy zachodzące wewnątrz galaktyki, takie jak niestabilność dysków czy wybuchy gwiazd, a nie przez zderzenia galaktyk."

    Alexis Finoguenov z Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, który nadzorował badania, podsumowuje, że "nawet w odległej przeszłości, aż do niemal 11 mld lat temu, zderzenia galaktyk mogły odpowiadać za niewielki procent umiarkowanie jasnych, aktywnych galaktyk. W owym czasie galaktyki znajdowały się bliżej siebie, a zatem połączenia mogłyby zachodzić częściej niż w bliższej przeszłości, co sprawia, że nowe wyniki są tym bardziej zaskakujące."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Jądro galaktyki – najbardziej centralna część galaktyki, w przypadku ok. 75% galaktyk spiralnych otoczona dodatkowo zgrubieniem centralnym. Przypuszcza się, że jądra wielu (być może wszystkich) galaktyk zawierają supermasywne czarne dziury. Podwójna czarna dziura – układ podwójny złożony z dwóch związanych grawitacyjnie (orbitujących się wzajemnie) czarnych dziur. Układy tego typu mogą powstawać w czasie zderzeń galaktyk. Okrążając się wzajemnie, czarne dziury są bardzo silnym źródłem fal grawitacyjnych i w miarę utraty energii generowanej w właśnie w postaci fal grawitacyjnych zbliżają się coraz bardziej do siebie, aby ostatecznie zlać się w jedną czarną dziurę generując przy tym jeszcze potężniejszą falę grawitacyjną. Gromada galaktyk – skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk tworzących układ związany grawitacyjnie. Mniejsze ugrupowania nazywane są grupami. Galaktyki w gromadzie galaktyk poruszają się po skomplikowanych torach wokół środka masy gromady, zazwyczaj znajdującego się w pobliżu największych galaktyk w gromadzie. Prędkości galaktyk w małych grupach galaktyk są rzędu 200 km/s, ale rosną do prędkości rzędu 800 km/s w dużych gromadach galaktyk.

    Supergromada – zgrupowanie setek lub tysięcy grup i gromad galaktyk. Supergromady są jednymi z największych znanych struktur we Wszechświecie. Istnienie supergromad wskazuje na to, że galaktyki są rozłożone we Wszechświecie nierównomiernie, nawet w dużych skalach. Większość z nich łączy się w grupy i gromady, przy czym grupy zawierają do 50 galaktyk, a gromady do kilku tysięcy. Te grupy i gromady, a także dodatkowe odizolowane galaktyki, tworzą razem większe struktury zwane właśnie supergromadami. Galaktyka gwiazdotwórcza (ang. Starburst galaxy) – galaktyka, w której zachodzi wyjątkowo intensywny proces formowania nowych gwiazd w porównaniu z procesem powstawania gwiazd obserwowanym w większości galaktyk. Proces ten jest zwykle skutkiem kolizji lub bliskiego spotkania dwóch galaktyk. Przykładami galaktyk, w których występują niezwykle intensywne procesy powstawania gwiazd, są Galaktyka Cygaro, Galaktyki Czułki, IC 10 czy Haro 11.

    Grupa galaktyk – układ niewielkiej (≤ 50) liczby galaktyk rozmieszczonych w obszarze o rozmiarach < 1 Mpc; na ogół w grupie galaktyk dominuje jedna lub kilka jasnych galaktyk otoczonych przez obiekty dużo słabsze, satelity i słabiej związane galaktyki. Droga Mleczna i Wielka Mgławica Andromedy są dominującymi galaktykami Grupy Lokalnej, zawierającymi ponad 90% jej masy. Określenia gromada używa się natomiast do zbiorowisk liczących od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk. Fizyka galaktyk – dział astrofizyki zajmujący się opisem galaktyk z fizycznego punktu widzenia. Fizyka galaktyk bada i opisuje procesy fizyczne w odniesieni do galaktyki jako całości. Dzięki niej możliwa jest dogłębna analiza i poprawna interpretacja procesów zachodzących między galaktykami w trakcie zderzeń galaktyk, jak również wyjaśnienie budowy i obrotu wokół centrum całej galaktyki.

    Nadolbrzym – gwiazda o masie od około 10 do 50 mas Słońca i promieniu dochodzącym nawet do ponad 1500 promieni Słońca. Ich czas istnienia jest krótki, od 10 do 50 milionów lat, mogą więc być obserwowane w młodych strukturach, takich jak gromady otwarte, ramiona galaktyk spiralnych czy galaktyki nieregularne. Nie obserwujemy ich w jądrach spiralnych galaktyk ani w galaktykach eliptycznych. Grupa galaktyk Maffei (określana również jako Grupa galaktyk IC 342) – najbliższa grupa galaktyk w stosunku do Grupy Lokalnej. Obszarem obejmuje gwiazdozbiory Żyrafy, Kasjopei oraz Perseusza. W skład tej grupy wchodzą 24 główne galaktyki, z których najjaśniejsze to IC 342 oraz Maffei I. W przeszłości Grupa Maffei wraz z Grupą Lokalną oraz Grupą w Rzeźbiarzu mogły tworzyć jedną gromadę galaktyk. Grupa galaktyk Maffei jest jedną z wielu grup należących do Supergromady Lokalnej.

    Galaktyka Seyferta – spiralna bądź nieregularna galaktyka zawierająca niezwykle jasne jądro, którego źródłem jest najprawdopodobniej czarna dziura, która może czasem przebić blaskiem całą otaczającą galaktykę. Emisja światła przez centralne jądro zmienia się w okresie mniejszym niż rok, co oznacza, że obszar emitujący musi mieć średnicę mniejszą niż rok świetlny. Nazwa tego typu galaktyk wywodzi się od astronoma Karla Seyferta, który badał je obszernie w latach 40. XX w. Galaktyki Seyferta należą do podklasy galaktyk aktywnych.

    Gwiazda międzygalaktyczna – gwiazda, która nie jest związana grawitacyjnie z żadną galaktyką. Według przyjętej i obowiązującej teorii, gwiazdy tego typu powstają w normalnych galaktykach, ale są z nich wyrzucane w wyniku kolizji galaktyk. Możliwe jest także, że gwiazdy znajdujące się w układach wielokrotnych zostają wyrzucone z ich galaktyk po zbytnim zbliżeniu się do znajdujących się w centrum galaktyk supermasywnych czarnych dziur, tego typu obiekty znane są jako gwiazdy hiperprędkościowe.

    Niestabilność Jeansa – proces, który prowadzi do zapadania grawitacyjnego obłoków materii i formowania się gromad galaktyk, galaktyk, gwiazd, itp. Niestabilność zachodzi w przypadku, kiedy obłok gazu nie jest w stanie zachować równowagi hydrostatycznej, którą określa wzór:

    Dodano: 15.07.2011. 18:26  


    Najnowsze