Obrazový kredit: ESO
Naplnění starého snu astronomů, pozorování pomocí velmi velkého dalekohledu (VLTI) na observatoře ESO Paranal (Chile) nyní umožnilo získat jasný obrázek o bezprostředním okolí černé díry ve středu aktivní galaxie . Nové výsledky se týkají spirální galaxie NGC 1068, která se nachází ve vzdálenosti asi 50 milionů světelných let.
Vykazují konfiguraci poměrně teplého prachu (asi 50 ° C), který měří 11 světelných let napříč a 7 světelných let tlustý, s vnitřní, teplejší zónou (500 ° C), šířkou asi 2 světelných let.
Tato zobrazovací a spektrální pozorování potvrzují současnou teorii, že černé díry ve středech aktivních galaxií jsou zakryté hustou strukturou plynu a prachu ve tvaru koblihy zvané „torus“.
Pro tuto studii průkopnictví, první ze svého druhu extragalaktického objektu pomocí infračervené interferometrie na základní linii, mezinárodní tým astronomů [2] použil nový nástroj MIDI v laboratoři VLTI. Byl navržen a vyroben ve spolupráci mezi německými, nizozemskými a francouzskými výzkumnými ústavy [3].
Kombinace světla ze dvou 8,2 m VLT Unit Telescopes během dvou pozorovacích jízd v červnu a listopadu 2003, bylo dosaženo maximálního rozlišení 0,013 arcsec, což odpovídá asi 3 světelným rokům ve vzdálenosti NGC 1068. Infračervená spektra byly získány centrální oblasti této galaxie, které ukazují, že zahřátý prach je pravděpodobně aluminosilikátového složení.
Nové výsledky jsou publikovány ve výzkumném článku, který vyšel 6. května 2004, vydání mezinárodního výzkumného časopisu Nature.
NGC 1068 - typická aktivní galaxie
Aktivní galaxie patří mezi nejúžasnější objekty na obloze. Jejich kompaktní jádra (AGN = Active Galaxy Nuclei) jsou tak světelná, že dokážou zastínit celou galaxii; „Kvasary“ představují extrémní případy tohoto jevu. Tyto kosmické objekty vykazují mnoho zajímavých pozorovacích charakteristik v celém elektromagnetickém spektru, od radiové po rentgenovou emisi.
Nyní existuje mnoho důkazů, že konečná elektrárna těchto činností pochází z supermasivních černých děr s hmotností až tisíce milionů krát hmotností našeho Slunce, srov. např. ESO PR 04/01. Ten v galaxii Mléčná dráha má jen asi 3 miliony solárních hmot, srov. ESO PR 17/02. Předpokládá se, že černá díra je přiváděna z pevně navinutého akrečního kotouče plynu a prachu, který ji obklopuje. Materiál, který padá na takové černé díry, bude stlačen a zahřát na ohromné teploty. Tento horký plyn vyzařuje obrovské množství světla, takže aktivní jádro galaxie tak zářivě září.
NGC 1068 (také známý jako Messier 77) patří mezi nejjasnější a nejblíže aktivní galaxie. Nachází se v souhvězdí Cetus (Velryba) ve vzdálenosti asi 50 miliónů světelných let a vypadá to jako spíš spirálová galaxie s omezeným přístupem. Jádro této galaxie je však velmi světelné, nejen v optickém, ale také v ultrafialovém a rentgenovém světle. Pro jadernou aktivitu v NGC 1068 je nutná černá díra s hmotností rovnající se asi 100 miliónůmnásobku hmotnosti našeho Slunce.
Pozorování VLTI
V noci ze 14. na 16. června 2003 provedl tým evropských astronomů [2] první řadu pozorování, aby ověřil vědecký potenciál nově instalovaného nástroje MIDI na VLTI. Studovali také aktivní galaxii NGC 1068. Již při tomto prvním pokusu bylo možné vidět podrobnosti blízko středu tohoto objektu, srov. ESO PR 17/03.
MIDI je citlivé na světlo s vlnovou délkou blízkou 10 um, tj. Ve střední infračervené spektrální oblasti („termální infračervené záření“). Se vzdáleností mezi přispívajícími dalekohledy („základní linie“) až do 200 m může MIDI dosáhnout maximálního úhlového rozlišení (ostrost obrazu) asi 0,01 arcsec. Stejně důležité je, že MIDI nyní kombinováním světelných paprsků ze dvou 8,2 m VLT Unit Telescopes poprvé umožňuje provádět infračervenou interferometrii poměrně slabých objektů mimo naši vlastní galaxii, Mléčnou dráhu.
Díky své vysoké citlivosti na tepelné záření je MIDI ideální pro studium materiálu ve vysoce zatemněných oblastech poblíž centrální černé díry a zahřívání ultrafialovým a optickým zářením. Energie absorbovaná prachovými zrny je pak znovu vyzařována při delších vlnových délkách v tepelné infračervené spektrální oblasti mezi 5 a 100 um.
Centrální region v NGC 1068
Další interferometrická pozorování byla zajištěna v listopadu 2003 při základní linii 42 m. Po pečlivé analýze všech dat bylo dosaženo prostorového rozlišení (ostrost obrazu) a podrobného spektra umožněno astronomům studovat strukturu centrální oblasti NGC 1068.
Detekují přítomnost nejvnitřnějšího, relativně „horkého“ oblaku prachu, zahřátého na asi 500 ° C a průměrem rovným nebo menším než dosažená ostrost obrazu, tj. Asi 3 světelné roky. Je obklopen chladnější, prašnou oblastí s teplotou asi 50 ° C, měřicí 11 světelných let a tlustou asi 7 světelných let. Toto je s největší pravděpodobností předpokládaný centrální oblak ve tvaru disku, který se otáčí kolem černé díry.
Srovnávací tloušťka pozorované struktury (tloušťka je ~ 65% průměru) je zvláště důležitá v tom, že může zůstat stabilní pouze tehdy, je-li vystavena nepřetržitému vstřikování energie pohybu („kinetická“). Žádný ze současných modelů centrálních regionů v aktivních galaxiích však neposkytuje přesvědčivé vysvětlení.
MIDI spektra pokrývající interval vlnových délek 8 - 13,5? M, také poskytují informace o možném složení prachových zrn. Nejpravděpodobnější složkou je křemičitan hlinito-vápenatý (Ca2Al2SiO7), vysokoteplotní druh, který se také nachází ve vnější atmosféře některých superobrovských hvězd. Přesto tato pilotní pozorování nemohou přesvědčivě vyloučit jiné typy prachu bez olivinů.
Původní zdroj: ESO News Release
