Trzy lata temu zespół z University of Utah znalazł supermasywną czarną dziurę w galaktyce karłowatej, a następnie inną niezwykle małą. Odkrycia te pokazały, że krasnoludki mogą być pozostałościami większych galaktyk, które wyrzuciły zewnętrzne warstwy po zderzeniu z większymi galaktykami.
Teraz ta sama grupa natknęła się na jeszcze dwie ultra-kompaktowe galaktyki ukrywające supermasywne czarne dziury. Te przykłady mogą podwoić liczbę supermasywnych dziur, które mogą istnieć we Wszechświecie. Czarne dziury stanowią dużą część ich masy, co potwierdza teorię: karły są pozostałościami masywnych galaktyk rozerwanych przez większe galaktyki.
„Nadal nie rozumiemy całego procesu formowania się i ewolucji galaktyk” - mówi autor badań Chris An. „Być może część centrów to zwarte galaktyki oddzielone od zewnętrznych części”.
Pomiar galaktyk
Naukowcy zmierzyli dwa znalezione obiekty VUCD3 i M59cO, znajdujące się za ramionami spiralnymi Drogi Mlecznej w gromadzie galaktyk Virgo. Supermasywne czarne dziury znaleziono w obu. W pierwszym obiekcie jego masa jest równa 4,4 miliona energii słonecznej (13% masy galaktyki), aw drugim - 5,8 miliona energii słonecznej (18%). Aby zrozumieć skalę, dziura w Drodze Mlecznej zajmuje tylko 0,01% masy galaktycznej (4 miliony energii słonecznej).
Naukowcy zmierzyli ruch gwiazd za pomocą Obserwatorium Gemini na wulkanie Mauna Kea (Hawaje). W celu śledzenia ultrakompaktowych galaktyk zastosowano metodę optyki adaptacyjnej (pomaga to skorygować zniekształcenia wytworzone przez atmosferę Ziemi).
„To zaskakujące, ponieważ ultra-kompaktowe karły zajmują tylko 0,1% naszej galaktyki. Ale są w nich czarne dziury, które są większe niż nasze - podziwia An.
Aby obliczyć masę obiektów, astronomowie wykorzystali Obserwatorium Gemini. Atmosfera ziemska powoduje zniekształcenia, które zakłócają obliczenia. Laser strzela w niebo, tworząc małą fałszywą gwiazdę. Następnie astronomowie poruszają lustrem setki razy na sekundę, aby obliczyć poziom zniekształceń. Uzyskane wyniki są stosowane do niezbędnych obiektów. Optyka adaptacyjna pozwala skupić się na rozmytym obrazie.
Naukowcy zauważyli, że ruch gwiazd w centrach galaktycznych był znacznie szybszy niż w obszarach zewnętrznych - klasyczny przypadek obecności czarnej dziury.
Sekrety ultra-kompaktowych galaktyk karłowatych
Ultra-kompaktowe galaktyki karłowate znaleziono w latach 90-tych. Zawierają setki milionów gwiazd, które znajdują się na obszarze o szerokości 100 lat świetlnych. Próbując zrozumieć, co się tam dzieje, pojawiły się trudności, ponieważ galaktyki ważyły więcej niż suma ich gwiazd. W 2014 roku Anil Seth zasugerował, że ukryta supermasywna czarna dziura doda dodatkową masę. Istnieje również alternatywna teoria podobnych karłów: są to supermasywne grupy gwiazd (100 000), w których obiekty pojawiły się w tym samym czasie. Największa gromada w naszej galaktyce ma 3 miliony gwiazd, podczas gdy ultracompact karłowate galaktyki mają 10-100 razy więcej. I tutaj ważne jest, aby zrozumieć: czy są takie same, czy istnieje różnica?
„Oczywiście są różne, a badania to potwierdzają” - mówi Seth.
Tworzenie czarnych dziur i galaktyk
Czarne dziury to obszary o tak dużej grawitacji, że nawet światło nie może uciec. Pojawiają się przy zniszczeniu gwiazd. Masa supermasywna dociera do ponad 1 miliona słońc. Zakłada się, że takie olbrzymy żyją w centrach wszystkich dużych galaktyk.
Jak znaleźli się w takich okruchach? Według jednej z teorii, ultra-kompaktowe galaktyki karłowate mogły być znacznie większe, ale w pewnym okresie przeszły zniszczenie z powodu efektów jeszcze większej galaktyki. Ta informacja zmienia zrozumienie sposobu tworzenia i rozwijania galaktyk. Tak więc ultra-kompaktowe galaktyki karłowate pozwalają spojrzeć na procesy, które miały miejsce w przeszłości i nie są dobrze zrozumiane.
