Rentgen (dokładniej, spektrogram) galaktyki NGC 7582. Kolor czerwony oznacza ucieczkę, niebieski i fioletowy – zbliżanie się do nas. Skala 1 kpc zaznaczona, widać w centrum 2 plamy odpowiadające rotacji dysku akrecyjnego wokół centralnej czarnej dziury (krzyżyk).
Trochę wbrew temu co pisałem wcześniej o sezonie ogórkowym wśród astronomów, ich wielkie teleskopy nadal pracują i dostarczają nam, odbiorcom newsów naukowych, kolejnych okazji do ekscytacji. W tym odcinku o kilku galaktykach.
Pierwszą z nich jest NGC 7582, znajdująca się o 70 mln lat świetlnych od naszej Galaktyki. Ma w swoim centrum bardzo zachłanną czarną dziurę o masie 50 mln mas Słońca. Apetyt czarnej dziury na pochłanianą materię przejawia się istnieniem dysku akrecyjnego oraz tzw. jetów (strug wyrzucanej prostopadle do płaszczyzny dysku materii). Galaktyka częściowo przesłania ten dysk ale na dokładniejszym zdjęciu uzyskanym przez spektrograf jego obecność manifestuje się pojaśnieniami w dziedzinie wizualnej i ultrafioletowej (zdjęcie z Very Large Telescope w Chile i HST na spodzie wiadomości) oraz rozrzutem prędkości radialnej w centralnych obszarach galaktyki NGC 7582. Warto pamiętać, że 2000 l.y. (light years – lat świetlnych) to około półtora raza mniej niż 1 kpc (kiloparsek, czyli 3240 lat świetlnych, l.y.).
Zoom na centralną część galaktyki NGC 7582 w dziedzinie optycznej i UV. Widoczny na zielono strumień materii wyrzucanych z silnika centralnego – czarnej dziury o masie 50 mln mas Słońca. Na ogólnym zdjęciu bezpośredniej emisji z okolic czarnej dziury prawie nie widać – jest przesłonięta, wobec czego nie wiedząc nic o czarnej dziurze możemy nie-doszacować masy całej tej galaktyki.
To oznacza, że oprócz tego że cała ta galaktyka wiruje to w centrum kręci się jeszcze prędzej niż reszta dysk akrecyjny. Zaś na zdjęciu wykonanym przez spektrograf widoczne jest, że dysk ma rozmiar około 2000 lat świetlnych i jest prostopadły (dokładniej się to określa jako pozycja „edge-on“, „zwrócony krawędzią”) do kierunku ku naszej Galaktyce. Przypadek NGC 7582 dowodzi, że światło z akrecji i wyrzutu (strugi) może być tłumione przez macierzystą galaktykę (patrz zdjęcie z VLT) a technika spektroskopii pomaga nam zrobić tej galaktyce swoistego „rentgena“ i udowodnić że w jej centrum istnieje super-masywny obiekt w postaci czarnej dziury. Wpływa to oczywiście na szacowanie całkowitej masy tej galaktyki a co za tym idzie – i gęstości materii na skalach galaktycznych w tej okolicy Wszechświata.
Soczewkowana galaktyka MACS 2129-1 (na czerwono, we wklejce po lewej) i jej rekonstrukcja po uwzględnieniu wpływu soczewkowania. Wygląda, że jest dyskowa i bardzo zwarta.
Drugim obiektem o którym nieco się ostatnio (końcem czerwca br.) dowiedzieliśmy jest MACS 2129-1, galaktyka soczewkowana (a więc położona znacznie dalej, w odległości porównywalnej lub większej od tej z której dochodzą do nas ostatnio fale grawitacyjne ze zlewających się czarnych dziur) przez inną, bliższą grupę galaktyk. Ponieważ jest bardzo daleko, jej światło jest przesunięte ku czerwieni. Co ciekawe, wyznaczenie jej spektrum sugeruje fakt iż zaprzestała działalności gwiazdotwórczej w ciągu pierwszego miliarda lat po Wielkim Wybuchu. To nasuwało standardowe przypuszczenie, że powinna być a) czerwona (nie tylko z powodu redshiftu, ale i typu gwiazd jakie w niej powinny rezydować), b) eliptyczna (gdyż taki typ galaktyk uważamy za docelowy).
Porównanie rozmiarów Drogi Mlecznej (z lewej) i galaktyki MACS 2129-1, 3x cięższej od Galaktyki, po odjęciu efektów soczewkowania MACS2129-1.
A jest, jak sugeruje rekonstrukcja jej obrazu z pomiaru Teleskopem Hubble’a, spiralna. Mało tego, jest 2x mniejsza i 3x cięższa od Drogi Mlecznej. I co z tym zrobić? Ano, przemyśleć scenariusz formowania się gwiazd (i przedwczesnego zakończenia tegoż) dla tej jednej, póki co, galaktyki. I szukać kolejnych, podobnych do niej, obiektów, bo jak wiadomo jak coś w Kosmosie nie jest zabronione to gdzieś na pewno zaistnieje, i to nie raz. Czyli że wymarłe galaktyki wcale nie muszą być eliptyczne.
Okolice centrum Drogi Mlecznej w wysokich energiach i zoom na źródło Sgr-A* (Strzelec, centrum Galaktyki).
Wreszcie, jako że drzazgę w innych galaktykach widzimy a belki w swoim oku, pardon, czarnej dziury w naszej Galaktyce nie – czas to zmienić. Powstaje właśnie obejmujący całą Ziemię tzw. teleskop do obserwacji horyzontu zdarzeń (Event Horizon Telescope) źródła związanego z czarną dziurą w naszej Galaktyce i innych, pobliskich! Ma osiągać rozdzielczość rzędu kilku-kilkunastu mikrosekund łuku (limit dla zwykłego teleskopu to jakaś sekunda łuku – czyli 100000 razy więcej, wyłączając z tego interferometry, teleskopy kosmiczne i teleskopy z adaptywną optyką) i być w stanie zaobserwować struktury o rozmiarach orbity Saturna czy nawet Merkurego (kilkadziesiąt do kilkuset mln km), podczas gdy rozmiar znajdującej się o jakieś 25600 lat świetlnych od nas galaktycznej-drogomlecznej czarnej dziury (znanej jako źródło Sgr A*) szacowany jest na 100 AU (Astronomical Units, jednostek astronomicznych), czyli kilkadziesiąt razy więcej – jakieś 15 mld km.
Szerokokątny obraz w ultrafiolecie oddziałujących ze sobą galaktyk NGC 7582 (w prawym dolnym rogu zdjęcia, por. tekst), NGC 7599 i NGC 7590.
I jeszcze jedno: nie zajrzymy w ten sposób do wnętrza czarnej dziury a jedynie w okolice horyzontu zdarzeń (owego Event Horizon), i materii tuż przed pogrążeniem się w jej czeluściach. Kusi też zamysł ustanowienia górnego ograniczenia na jasność (chyba) powstającego a nie obserwowanego do tej pory promieniowania Hawkinga… Może to i mrzonki, ale za kilka lat? Planowane jest też zajrzenie w głąb galaktyki M87 w gromadzie Virgo, gdzie spodziewana jest obecność jeszcze większej niż Sgr A* czarnej dziury, i posłuchanie/obejrzenie „łabędziego śpiewu” wpadającej doń materii.
Mapa z przebiegiem (hipotetycznym) linii zakrycia 3 słabych gwiazd przez obiekt z Pasa Kuipera 2014 MU69 do którego podąża sonda New Horizons.
A z nowości niegalaktycznych – próbnik New Horizons o którym już trochę w astro-notkach było osiągnął półmetek swojej drogi od Plutona do kolejnego celu – obiektu w Pasie Kuipera oznaczonego sygnaturą 2014 MU69. Zbliżenie jest planowane na 1 stycznia 2019 roku i będzie to najodleglejsze takie wydarzenie z którego powinniśmy dostać – jako ludzkość – szczegółową fotorelację. New Horizons pokonał ponad 700 mln km od Plutona a ponad 6 mld km całkowitej drogi od wystrzelenia w 2006 roku. Astronomowie amatorzy planują śledzić zakrycie przez 2014 MU69 3 słabych (15 mag) gwiazd. Jest to o tyle majstersztykiem, że sam obiekt liczy nie więcej niż 45 km średnicy a może tylko 30 km. Obserwacje amatorów mogą pomóc doprecyzować tę liczbę. Misja New Horizons potrwa przynajmniej do 2022 roku.
Marcin „Doktorek“ Kolonko
PS. Przygotowano w oparciu o artykuły z papierowego wydania oraz internetowej witryny czasopism „Astronomy” oraz „Sky&Telescope” z czerwca/lipca 2017 roku.