Multispektralna snimka radio-galaksije Herkul-A (Hercules A). Spektakularni „mlazovi“ materije (“jets of matter”) koji se vide na snimci nastaju uslijed gravitacije supermasivne crne rupe koja se nalazi u jezgri ovakvih galaksija, uključujući i galak
Što su
radio-galaksije?
Unutar svake galaksije s aktivnom jezgrom, a radio-galaksije su upravo takve,
djeluje 'stroj' koji se sastoji od supermasivne crne rupe i akrecijskog diska.
Pad (akrecija) materije u crnu rupu najučinkovitiji je način za pretvaranje mase u energiju, učinkovitiji od eksplozije hidrogenske bombe. Ono što ostane „nakon ručka“ ispaljuje se u okolni prostor u obliku mlazova, tj. gigantskih snopova materije koji se prostiru stotinama svjetlosnih godina daleko u svemir (kao na slici). Mlaz je uzak snop relativističkih čestica koji izaziva sijanje u plinskom omotaču oko galaksije, i to sijanje se prepoznaje kao radio-galaksija.
Znanstvenici iz Specijalnog astrofizičkog opservatorija Ruske akademije znanosti (SAO RAN), smještene u Karačajevo-Čerkeziji, otkrili su dosada najveću crnu rupu na samom kraju vidljivog svemira.
Ona je toliko velika da čak i vrlo suzdržani astrofizičari nisu mogli sakriti svoje čuđenje. Masa ovog giganta deset je milijardi puta veća od mase našeg Sunca. Kozmički monstrum nalazi se na samom kraju radio-galaksije RC J0311+0507, koja je također otkrivena u ovom opservatoriju.
Taj objekt ima dosad neviđenu snagu. Njegovo zračenje u radio-dijapazonu milijunima puta je veće od zračenja običnih galaksija poput naše Mliječne staze.
„Supermasivna crna rupa nalazi se u zviježđu Kita i po svojim karakteristikama ubraja se u jedinstvene objekte iz ranog perioda svemira“, kaže za „Rosijsku gazetu“ Olga Željenkova, znanstvena novakinja na prirodno-matematičkom fakultetu i viši znanstveni suradnik SAO RAN-a. Proučavanje ovakvih objekta omogućuje stjecanje predodžbe o porijeklu i evoluciji svemira te bolje razumijevanje procesa rađanja ogromnog zvjezdanog sustava, što znači i svijeta koji nas okružuje.
Ruski
teleskop RATAN-600. Geometrijska površina njegove antene iznosi 15.000
kvadratnih metara, dok je promjer glavnog ogledala 576 metara. Izvor: SAO RAN.
„Veliki trio“
Projekt „Veliki trio“ program je potrage za dalekim radio-galaksijama koji SAO vrši pod vodstvom akademika Jurija Parijskog. U proučavanju su se koristili ruski radio-teleskop RATAN-600 i optički teleskop BTA koji se nalaze u Karačajevo-Čerkeziji, kao i američki radio-interferometar VLA (27 antena promjera 25 m u pustinji u New Mexicu).
Po udaljenosti od Zemlje novootkrivena radio-galaksija je na drugom mjestu. Ona je udaljena 12,3 milijarde svjetlosnih godina, a nastala je kada je svemir bio star nešto više od milijardu godina, tj. kada je po kozmičkim mjerilima bila vrlo mlada. Prvo mjesto zauzima radio-galaksija koju su 1999. otkrili europski astronomi. Prema procjenama stručnjaka njena svjetlost putovala je do nas više od 12,5 milijardi godina.
Otkriće je izazvalo živu raspravu u znanstvenim krugovima. Stručnjaci pokušavaju pojmiti kako su se takvi masivni objekti mogli formirati na samom početku postojanja svemira. Ranije se smatralo da na udaljenosti od 12-13 milijardi svjetlosnih godina nema takvih giganta. Prema jednoj hipotezi oni se pojavljuju pri spajanju izuzetno velikih crnih rupa. U svakom slučaju, proces formiranja supermasivnih objekata u ranim fazama postojanja svemira i dalje predstavlja zagonetku za astrofizičare. Treba istaknuti da tako dalekih i moćnih radio-galaksija nema mnogo - poznato ih je svega desetak. Istraživanja u tom pravcu se nastavljaju.
„Otkriti takav objekt znači pronaći iglu u stogu sijena. Samo jedna od tisuću galaksija je radio-galaksija, a supersnažni objekti krajnje su rijetka pojava - jedna od milijun galaksija je takva“, ističe Olga Željenkova.
Do otkrića je došlo u okviru projekta „Veliki trio“. Tako se zove program potrage za dalekim radio-galaksijama koji SAO vodi pod vodstvom akademika Jurija Parijskog. U proučavanju su se koristila tri najveća astronomska instrumenta: ruski radio-teleskop RATAN-600 i optički teleskop BTA koji se nalaze u Karačajevo-Čerkeziji, kao i američki radio-interferometar VLA (27 antena promjera 25 m u pustinji u New Mexicu).
Stručnjacipokušavajupojmitikakosusetakvimasivniobjektimogliformiratinasamompočetkupostojanjasvemira. Ranije se smatralo da na udaljenosti od 12-13 milijardi svjetlosnih godina nema takvih giganta.
Udaljenost do radio-galaksije utvrdio je vodeći znanstveni suradnik SAO Aleksandar Kopilov uz pomoć spektralnih analiza. Zatim je proučavanje objekta nastavljeno na engleskom interferometru MERLIN (mreža radio-teleskopa međusobno udaljenih po 200 km). Znanstvenicima je tako pošlo za rukom detaljizirati strukturu radio-izvora. Međutim, čak i toliki broj savršenih instrumenata nije bio dovoljan za detaljniju analizu. Zbog toga su u projekt uključeni radio-astronomi iz Velike Britanije i Nizozemske koji rade na europskom radio-interferometru u čiji sastav ulaze MERLIN i radio-teleskopi u Effelsbergu (Njemačka), Westerborgu (Nizozemska), Onsali (Švedska), Medicini (Italija) i Torunju (Poljska). Još jedan engleski teleskop proučavao je radio-galaksiju, ali u infracrvenom dijapazonu. Usporedba rezultata radio i infracrvenih mjerenja omogućilo je prezicnije određivanje mase supermasivne crne rupe. Ustanovilo se je da je ona preko 10 milijardi puta veća od mase Sunca.
„Unutar svake galaksije s aktivnom jezgrom, a radio-galaksije su upravo takve, djeluje 'stroj' koji se sastoji od supermasivne crne rupe i akrecijskog diska. Taj disk se formira od materije (prašina, plin, zvijezde) koja pada u rupu“, objašnjava Olga Željenkova. „‘Stroj’ proizvodi ogromnu količinu energije. Pad (akrecija) materije u crnu rupu je najučinkovitiji način za pretvaranje mase u energiju, učinkovitiji od eksplozije hidrogenske bombe. Pokazalo se da supermasivna crna rupa nije toliko ‘halapljiva’: za tako veliku snagu zračenja potrebno joj je godišnje ‘pojesti’ samo nekoliko zvijezda sličnih Suncu. Ono što ostane „nakon ručka“ ispaljuje se u okolni prostor u obliku mlazeva, tj. ogromnih snopova materije koji se prostiru stotinama svjetlosnih godina daleko u svemir. Mlaz je uzak snop relativističkih čestica koji izaziva sijanje u plinskom omotaču oko galaksije, i to sijanje se prepoznaje kao radio-galaksija. Kada ispali plotun čestica visoke energije, ‘centralni stroj’ može i stati. Tada se radio-izvor postepeno gasi, i to traje milijunima godina. Ponekad radio-izvor u aktivnoj galaksiji može ponovo buknuti, ako nova porcija materije dospije u ložište ‘središnjeg stroja’. Upravo zahvaljujući takvom izbacivanju energije moguće je otkriti ovaj objekt gotovo na samim granicama vidljivog svemira.“
Prijavite se
na naš newsletter!
Najbolji tekstovi tjedna stižu izravno na vašu e-mail adresu