Kako določiti težo črne luknje - pošast spiralne galaksije?

Kako določiti težo črne luknje - pošast spiralne galaksije?

Za večino ljudi je možnost merjenja natančne mase ogromnih vesoljskih objektov, ki potujejo po vesolju, nerealna. Po namestitvi zadnje antene radijskega teleskopa ALMA na severu Čila, ki deluje z milimetrskimi in submilimetrskimi valovnimi dolžinami, je ta naloga postala precej obvladljiva. Antensko polje velikana ALMA zavzema 16 kilometrov puščave Atacama in združuje 66 anten. Vsi delajo skupaj, kot en velik natančen ogromen teleskop. Vendar pa določanje natančne mase supergignih črnih lukenj, ki se nahajajo na razdalji milijon svetlobnih let od površine Zemlje, še zdaleč ni preprosto.

Kje se skrivajo črne luknje?

Astronomi so že dolgo ugotovili, da so takšna kozmična telesa, ki imajo ogromno maso, skrita v jedrih večine galaksij. Ti predmeti so nastali kot posledica razvoja galaksij gostiteljic, ki so trajale več milijard let. Njihova študija je prednostna naloga sodobne astrofizike. Črne luknje veliko prispevajo k nastanku novih zvezd. Tako kot vsi živi predmeti vesolja postopoma rastejo in se razvijajo, kar ima velik vpliv na medzvezdni medij. Obstaja več načinov, kako določiti maso teh goljufij. Za izbiro vsakega izmed njih se ocenijo določeni kriteriji: razdalja objekta, vrsta galaksije in drugi.

Pošast v Rimski cesti

Naša Rimska cesta ima v središču tudi supermasivno črno luknjo. Videli so jo v ozvezdju Strelec, kot močan vir radijskih valov. Astronomi so z neverjetno natančnimi infrardečimi teleskopi lahko sledili trajektorij drugih zvezd okoli te točke in izžarevali najmočnejše radijske valove. Kot rezultat teh študij je bila določena masa te črne luknje, ki je 4 milijone krat večja od mase naše zvezde, Sonca.

Ali je mogoče meriti črne luknje v strukturi jeder oddaljenih galaksij?

Merjenje mase kozmične pošasti, ki je najbližje Zemlji, za moderne astrofizike ni tako težko. Navsezadnje se nahaja zelo blizu naših zemeljskih observatorijev - "samo" 25 tisoč svetlobnih let. Kaj pa določitev velikosti in mase črnih lukenj, ki se skrivajo v jedrih drugih galaksij? So tako daleč od Zemlje, da je merjenje hitrosti vrtenja zvezd v njihovih jedrih nemogoče, tudi z uporabo infrardečih teleskopov. Znanstveniki poskušajo to metodo: najdejo radio-svetle predmete mega-lovilcev (kvantni generatorji, ki oddajajo elektromagnetna valovanja v centimetrskem območju) in gledajo, kako se gibljejo okoli središča - črne luknje. Megamerji igrajo vlogo svetilnika, a za astronome žal niso v vseh galaksijah.

Kako določiti težo črne luknje - pošast spiralne galaksije?

Prav tako se izvaja druga metoda: proučevanje gibanja ioniziranih plinov znotraj galaktičnih jeder. Obstaja algoritem za izračun mase črnih lukenj, ki temelji na hitrosti gibanja teh plinskih oblakov. Ta metoda se lahko uporablja samo za merjenje objektov v eliptičnih galaksijah in je popolnoma neprimerna za določanje mase supermasivnih črnih lukenj, ki se skrivajo v jedrih spiralnih galaksij. Možnost takšnih meritev ima samo super-velikanski teleskop ALMA.

Kaj se lahko nauči teleskop ALMA?

Spiralna galaksija NGC 1097, ki je od nas oddaljena skoraj 45 milijonov svetlobnih let in se nahaja v konstelaciji južne poloble Peč, se je pred kratkim začela zanimati za skupino znanstvenikov, ki jo vodi Kyoko Onishi. Študirali so konfiguracijo in hitrost gibanja okoli jedra molekul dveh snovi: vodikov cianid (HCN), formilija (HCO +). Nato so z uporabo računalniških modelov, razvitih s teleskopom ALMA, ugotovili, da so takšni kazalniki značilni za črne luknje, ki tehtajo 140 milijonov sončnih mas. Izkazalo se je, da je črna luknja galaksije NGK 1097 supermasivna. To je 35-krat večji od našega, ki se nahaja v Rimski cesti.

Ta študija je bila prva, ki je bila izvedena z uporabo ALMA v spiralno oblikovani galaksiji s skakalcem. Zdaj bo astrofizika s tem modelom lahko merila druge masivne vesoljske objekte. Te študije bodo pomagale človeštvu razumeti, kako vplivajo drug na drugega in na druga kozmična telesa.

Komentarjev (0)
Iskanje