Hubbleův snímek ze vzorku 20 blízkých kvasarů. Obrazový kredit: NASA / ESA / ESO Klikněte pro zvětšení
Detekce superhmotné černé díry bez masivní „hostitelské“ galaxie je překvapivým výsledkem rozsáhlé studie kvazarů Hubble a VLT.
Toto je první přesvědčivý objev takového objektu. Jedno zajímavé vysvětlení je, že hostitelská galaxie může být vyrobena téměř výhradně z „temné hmoty“.
Tým evropských astronomů použil dvě z nejsilnějších dostupných astronomických zařízení, Hubbleův kosmický dalekohled NASA / ESA a velmi velký dalekohled ESO (VLT) v Cerro Paranal, aby objevil jasný kvasar bez masivní hostitelské galaxie.
Kvazary jsou mocným a obvykle velmi vzdáleným zdrojem obrovského množství záření. Obvykle jsou spojovány s galaxiemi obsahujícími aktivní centrální černou díru.
Tým provedl podrobnou studii 20 relativně blízkých kvasarů. U 19 z nich podle očekávání zjistili, že tyto superhmotné černé díry jsou obklopeny hostitelskou galaxií. Když však studovali jasný kvasar HE0450-2958, který se nachází asi 5000 miliónů světelných let, nemohli najít důkaz o hostitelské galaxii.
Astronomové naznačují, že to může znamenat vzácný případ kolize mezi zdánlivě normální spirálovou galaxií a „exotickým“ objektem, který má velmi velkou černou díru.
S hmotami, které jsou stovky milionůkrát větší než Slunce, se superhmotné černé díry běžně nacházejí v centrech nejmasivnějších galaxií, včetně naší vlastní Mléčné dráhy. Tyto černé díry se někdy dramaticky projevují pohlcením hmoty, kterou gravitačně spolknou ze svého okolí.
Nejlépe nakrmené z těchto objektů svítí jako „kvazary“ (což je zkratka pro „kvazi-hvězdný objekt“, protože byly původně považovány za hvězdy).
Uplynulé desetiletí pozorování, převážně s Hubbleovým dalekohledem, ukázalo, že kvazary jsou obvykle spojovány s masivními hostitelskými galaxiemi. Pozorování hostitelské galaxie kvasaru je však náročná práce, protože kvasar zcela zastíní hostitele a maskuje základní strukturu galaxie.
K překonání tohoto problému astronomové vymysleli novou a vysoce účinnou strategii. Kombinovali velmi ostré snímky a spektroskopii Hubbleovy sondy z VLT ESO a pozorovali vzorek 20 kvasarů současně s referenční hvězdou. Hvězda sloužila jako referenční špičkový světelný zdroj, který byl použit k oddělení kvazarového světla od jakéhokoli možného světla z galaxie v pozadí.
Přes použité inovativní techniky nebyla kolem HE0450-2958 pozorována žádná hostitelská galaxie. To znamená, že pokud existuje jakákoli hostitelská galaxie, musí být alespoň šestkrát slabší než typické hostitelské galaxie, nebo musí mít poloměr menší než asi 300 světelných let, tj. 20 až 170krát menší než typické hostitelské galaxie (které mají obvykle poloměry v rozmezí od asi 6000 do 50 000 světelných let).
"Díky silné kombinaci Hubblova a VLT jsme si jisti, že bychom dokázali detekovat normální hostitelskou galaxii," řekl Pierre Magain z Universitu? de Li? ge, Belgie.
Astronomové však objevili zajímavý menší oblak plynu široký asi 2500 světelných let poblíž kvazaru, který nazývají „blob“. Pozorování VLT ukazují, že tento mrak svítí, protože je koupán v intenzivním záření přicházejícím z kvasaru, nikoli z hvězd uvnitř oblaku. Nejpravděpodobněji je to plyn z tohoto cloudu, který napájí superhmotnou černou díru, což mu umožňuje stát se kvasarem.
"Absence masivní hostitelské galaxie, kombinovaná s existencí kuličky a hvězdotvorné galaxie, nás vede k přesvědčení, že jsme objevili opravdu exotický kvasar," řekl bratr Courbin z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Švýcarsko.
"Není pochyb o tom, že zvýšení tvorby hvězd ve společenské galaxii a samotném kvazaru bylo zapáleno kolizí, ke které muselo dojít asi před 100 miliony let." To, co se stalo s domnělým hostitelem kvasaru, zůstává neznámé. “
HE0450-2958 je náročný případ. Astronomové navrhují několik možných vysvětlení. Byla hostitelská galaxie v důsledku srážky úplně narušena? Zachytila izolovaná černá díra plyn při přechodu disku spirálové galaxie? To by vyžadovalo velmi zvláštní podmínky a pravděpodobně by nezpůsobilo tak obrovské rušení sousední galaxie, jak je pozorováno. Další studie snad situaci objasní.
Další zajímavou hypotézou je, že galaxie nesoucí černou díru byla téměř výhradně vyrobena z „temné hmoty“. Je možné, že je pozorována normální fáze tvorby masivní galaxie, která se v tomto případě odehrála o několik tisíc milionů let později než ve většině ostatních.
Původní zdroj: ESA Portal
