Astronomi prate spiralnu galaksiju u zviježđu Lava koja se naglo promijenila i već se godinama ne vraća u prijašnje stanje. U njezinu središtu nalazi se crna rupa koja ubrzano guta materiju, a taj proces mogao bi objasniti jedan od načina na koji su crne rupe rasle u ranom svemiru.
Signal iz središta galaksije koji traje mnogo dulje nego što bi trebao
U središtima galaksija ponekad se pojave kratkotrajni izvori radiovalova. Takvi događaji mogu nastati kada se materija nađe u blizini supermasivne crne rupe, gdje je gravitacija toliko snažna da se plin zagrijava, ubrzava i počinje emitirati goleme količine energije. Za astronome to nije nepoznat prizor.
Neobično je ono što se dogodilo u galaksiji SDSS J110546.07+145202.4.
Riječ je o spiralnoj galaksiji udaljenoj oko 1,8 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, u zviježđu Lava. Njezin signal u radiovalovima naglo je porastao više od 20 puta. Da je riječ o uobičajenom kratkom događaju, izvor bi oslabio nakon nekoliko dana ili tjedana.
To se nije dogodilo. Galaksija već više od osam godina ostaje iznimno sjajna za radioteleskope, bez jasnog znaka da se središnji izvor smiruje.
Međunarodni tim koji vodi Stefanie Komossa s Instituta Max Planck za radioastronomiju u Bonnu proučio je galaksiju pomoću novih opažanja i arhivskih podataka. Istraživači su pratili izvor od radiovalova do visokoenergetskih rendgenskih zraka, a rezultate su objavili u časopisu The Astrophysical Journal.
Prema autorima, ovo je prvi poznati primjer ovako dugotrajnog i snažnog izvora radiovalova povezanog sa središtem galaksije.
Crna rupa manje mase koja raste neobično brzo
Trag vodi prema crnoj rupi u središtu galaksije. Ona je, prema podacima istraživača, razmjerno manje mase u usporedbi s mnogim drugim crnim rupama u galaktičkim središtima. No istodobno raste vrlo brzo.
To je važna kombinacija. Astronomi smatraju da posljednjih godina u crnu rupu pada znatno više materije nego prije. Taj dotok mogao je pokrenuti uski mlaz čestica koji izlazi iz područja oko crne rupe i kreće se gotovo brzinom svjetlosti.
Takvi mlazovi jedan su od najmoćnijih načina na koji crne rupe utječu na svoju okolinu. Nastaju u prostoru gdje se materija nalazi na samoj granici pada u crnu rupu. Dio materijala nestaje iza horizonta događaja, a dio energije može završiti u mlazu koji se probija daleko u svemir.
Upravo bi takav mlaz mogao objašnjavati zašto je ova galaksija toliko jaka u radiovalovima. Posebnost nije samo u snazi signala, nego u tome što traje godinama. Sjajni izvori radiovalova povezani s brzo rastućim crnim rupama manje mase ionako su rijetki. Ovakav dugotrajan prijelaz u snažno stanje dosad nije bio opažen.
Jedinstvena svojstva izvora potvrđena su opažanjima s više instrumenata, među njima 100-metarskim radioteleskopom u Effelsbergu, australskim nizom Australia Telescope Compact Array i svemirskim satelitima.
Obližnji primjer procesa koji su mogli biti česti u mladom svemiru
Galaksija SDSS J110546.07+145202.4 nije blizu u svakodnevnom smislu. Svjetlosti iz nje treba oko 1,8 milijardi godina da stigne do nas. Ipak, u usporedbi s galaksijama iz najranijih razdoblja svemira, ona je dovoljno blizu da je astronomi mogu proučavati s mnogo više pojedinosti.
Zato je ovaj slučaj posebno zanimljiv. Crne rupe manje mase koje brzo rastu upravo su ono što astronomi očekuju u mladim galaksijama ranog svemira. Problem je što su takvi objekti obično toliko daleki da je teško jasno vidjeti što se događa u njihovu središtu.
Ovdje se sličan proces odvija mnogo bliže. Zbog toga ova galaksija može poslužiti kao rijedak prirodni primjer za proučavanje rasta crnih rupa i nastanka njihovih mlazova. Nije riječ o pogledu izravno u najraniji svemir, nego o obližnjem sustavu koji pokazuje osobine kakve se očekuju kod mnogo mlađih galaksija.
Ako astronomi pronađu još sličnih izvora, SDSS J110546.07+145202.4 mogla bi postati prvi član nove skupine galaksija koje naglo promijene ponašanje u radiovalovima i ostanu takve godinama.
Još nije jasno što je pokrenulo tako dugotrajnu promjenu
U idućim godinama astronomi će pokušati razlučiti kako izgleda mlaz koji izlazi iz područja oko crne rupe i kako se njegov signal mijenja s vremenom. Instrumenti vrlo visoke razlučivosti, poput mreže radioteleskopa Very Long Baseline Array, mogli bi otkriti njegovu strukturu, dok bi nadolazeći teleskopi projekta SKA u velikim pregledima neba mogli pronaći još sličnih izvora.
Za sada ostaje najvažnije pitanje: zašto je crna rupa prije nekoliko godina počela gutati više materije i zašto se taj proces još nije smirio?