Hubbleov obraz zo vzorky 20 blízkych kvázarov. Obrazový kredit: NASA / ESA / ESO Kliknite pre zväčšenie
Detekcia superhmotnej čiernej diery bez masívnej galaxie hostiteľa je prekvapujúcim výsledkom rozsiahlych štúdií kvázarov Hubbleov a VLT.
Toto je prvý presvedčivý objav tohto objektu. Jedným zaujímavým vysvetlením je, že hostiteľská galaxia môže byť vyrobená takmer výlučne z „temnej hmoty“.
Tím európskych astronómov použil dve z najmocnejších dostupných astronomických zariadení, Hubbleov vesmírny teleskop NASA / ESA a veľmi veľký teleskop ESO (VLT) v Cerro Paranal na objavenie svetlého kvasaru bez masívnej hostiteľskej galaxie.
Kvazary sú silným a zvyčajne veľmi vzdialeným zdrojom obrovského množstva žiarenia. Zvyčajne sú spojené s galaxiami obsahujúcimi aktívnu strednú čiernu dieru.
Tím vykonal podrobnú štúdiu 20 relatívne blízkych kvazarov. Pokiaľ ide o 19 z nich, podľa očakávania zistili, že tieto superhmotné čierne diery sú obklopené hostiteľskou galaxiou. Keď však študovali jasný kvázar HE0450-2958 vzdialený asi 5000 miliónov svetelných rokov, nemohli nájsť dôkaz o hostiteľskej galaxii.
Astronómovia naznačujú, že to môže naznačovať zriedkavý prípad kolízie medzi zdanlivo normálnou špirálovou galaxiou a „exotickým“ objektom, ktorý obsahuje veľmi veľkú čiernu dieru.
Pri hmotách, ktoré sú stovky miliónov krát väčšie ako Slnko, sa superhmotné čierne diery bežne nachádzajú v centrách najmasívnejších galaxií vrátane našej vlastnej Mliečnej dráhy. Tieto čierne diery sa niekedy dramaticky prejavujú pohltením hmoty, ktorú gravitačne prehltnú z okolia.
Najlepšie kŕmené z týchto objektov svietia ako „kvasary“ (čo znamená „kvázi-hviezdny objekt“, pretože pôvodne boli považované za hviezdy).
Posledné desaťročie pozorovaní, zväčša pomocou Hubbleovho ďalekohľadu, ukázalo, že kvasary sú zvyčajne spojené s masívnymi hostiteľskými galaxiami. Avšak pozorovanie hostiteľskej galaxie kvasaru je náročná práca, pretože kvázar úplne zatieni hostiteľa a maskuje základnú štruktúru galaxie.
Na prekonanie tohto problému astronómovia vymysleli novú a vysoko účinnú stratégiu. Kombináciou ultra ostrých obrázkov a spektroskopie Hubbleovho mikroskopu z VLT ESO pozorovali vzorku 20 kvasarov v rovnakom čase ako referenčnú hviezdu. Hviezda slúžila ako referenčný špičkový svetelný zdroj, ktorý sa použil na rozlíšenie kvasarového svetla od akéhokoľvek možného svetla z podkladovej galaxie.
Napriek použitým inovatívnym technikám sa okolo HE0450-2958 nepozorovala žiadna hostiteľská galaxia. To znamená, že ak existuje nejaká hostiteľská galaxia, musí byť najmenej šesťkrát slabšia ako typické hostiteľské galaxie, alebo musí mať polomer menší ako asi 300 svetelných rokov, tj 20 až 170-krát menší ako typické hostiteľské galaxie (ktoré majú zvyčajne polomery) v rozmedzí od asi 6000 do 50 000 svetelných rokov).
„Vďaka silnej kombinácii Hubbleov a VLT sme si istí, že by sme dokázali zistiť normálnu hostiteľskú galaxiu,“ povedal Pierre Magain z Universitu? de Li? ge, Belgicko.
Astronómovia však objavili zaujímavý menší oblak plynu široký asi 2500 svetelných rokov v blízkosti kvázaru, ktorý nazývajú blob. Pozorovania VLT ukazujú, že tento mrak žiari, pretože je kúpaný v intenzívnom žiarení prichádzajúcom z kvasaru a nie z hviezd v oblaku. Pravdepodobne je to plyn z tohto mraku, ktorý privádza superhmotnú čiernu dieru, čím sa umožňuje stať sa kvasarom.
"Neprítomnosť masívnej hostiteľskej galaxie v kombinácii s existenciou blob a hviezdotvornej galaxie nás vedie k presvedčeniu, že sme odkryli skutočne exotický kvasar," uviedol frédiá Courbina z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Švajčiarsko.
„Nie je pochýb o tom, že nárast tvorby hviezd v sprievodnej galaxii a samotný kvasar boli zapálené zrážkou, ktorá sa musela uskutočniť pred asi 100 miliónmi rokov. To, čo sa stalo s domnelým hostiteľom kvasaru, zostáva neznáme. “
HE0450-2958 je náročný prípad. Astronómovia navrhujú niekoľko možných vysvetlení. Bola hostiteľská galaxia úplne narušená v dôsledku kolízie? Zachytila izolovaná čierna diera plyn pri prechode diskom špirálovej galaxie? To by si vyžadovalo veľmi zvláštne podmienky a pravdepodobne by nespôsobilo také obrovské narušenie susednej galaxie, ako je pozorované. Dúfajme, že ďalšie štúdie objasnia situáciu.
Ďalšou zaujímavou hypotézou je, že galaxia, ktorá nesie čiernu dieru, bola takmer výlučne vyrobená z „tmavej hmoty“. Môže sa stať, že pozorujeme normálnu fázu tvorby masívnej galaxie, ktorá sa v tomto prípade uskutočnila o niekoľko tisíc miliónov rokov neskôr ako vo väčšine ostatných.
Pôvodný zdroj: ESA Portal
