Po 100 mln lat przebudziła się. Dziwne zachowanie czarnej dziury
W odległej gromadzie galaktyk nagle pojawił się sygnał, którego nikt się nie spodziewał. Obiekt uznawany za martwy znów zaczął działać.
Czarna dziura budzi się po 100 milionach lat
W samym sercu niezwykle jasnej gromady galaktyk astronomowie zaobserwowali coś, co wygląda jak kosmiczny wulkan budzący się po 100 milionach lat snu. Supermasywna czarna dziura w galaktyce J1007+3540 – dotąd uważana za wygasłą – ponownie zaczęła wyrzucać w przestrzeń gigantyczny strumień cząstek i gazu. Rozciąga się on na ponad milion lat świetlnych.
To niezwykłe zjawisko czyni J1007+3540 jednym z najbardziej spektakularnych przykładów tzw. galaktyk epizodycznych. To takie galaktyki, w których centralna czarna dziura działa jak kosmiczny przełącznik – przez długi czas pozostaje cicha, po czym nagle wybucha potężnymi strugami materii. Naukowcy liczą, że obserwacja tego "restartu" pozwoli lepiej zrozumieć, jak takie galaktyki ewoluują i jak wpływają na swoje otoczenie.
Wyrzucane dżety (strugi materii) są efektem działalności aktywnych jąder galaktycznych (AGN). Wiele z nich działa właśnie w trybie epizodycznym — słabną, gdy wyczerpią pobliski gaz i odżywają, gdy pojawi się nowy materiał do "skonsumowania". Ten cykl trwa tysiące lat. Oczywiście w skali kosmicznej jest to zaledwie coś w stylu mgnienia oka, ale dla astronomów stanowi to oczywiście spore wyzwanie obserwacyjne.
Dlatego tak cenne są zdjęcia radiowe J1007+3540 wykonane przez radioteleskop LOFAR w Holandii i Giant Meterwave Radio Telescope w Indiach. Uchwycono na nich dwie fazy życia czarnej dziury jednocześnie: a) świeżo narodzony, jasny dżet oraz b) rozległe pozostałości po wcześniejszych erupcjach. W innych galaktykach takie struktury są zwykle trudniejsze do odczytania — tutaj są wyjątkowo wyraźne.
Jednym z najbardziej intrygujących elementów jest słaby, poszarpany ogon starego materiału, który ciągnie się daleko w przestrzeń międzygalaktyczną. Jego kształt pokazuje, jak nowe erupcje AGN oddziałują z gazem wypełniającym całą gromadę galaktyk, tzw. ośrodkiem międzygromadowym (ICM). To właśnie tam dżet czarnej dziury jest nieustannie formowany, spowalniany i odkształcany przez napotykany gaz.
Astronomowie podkreślają, że relacja między dżetami a otoczeniem jest wyjątkowo dynamiczna — to nie jest strumień swobodnie płynący przez pustkę, lecz struktura stale formowana przez środowisko, w którym się porusza. A tego typu interakcje mogą decydować o tym, czy w galaktyce powstaną nowe pokolenia gwiazd, czy też może procesy gwiazdotwórcze zostaną zahamowane.
Badacze przyznają, że wciąż wiele w tym temacie pozostaje do odkrycia. Jednak to właśnie takie "kosmiczne wybryki natury" jak J1007+3540 są dla nich najcenniejsze — pozwalają testować modele, które opisują, jak supermasywne czarne dziury potrafią na nowo rozpalić swoje galaktyki albo doprowadzić je do całkowitego wygaszenia.
