Astronomi su pomoću Svemirskog teleskopa James Webb (JWST) dobili dosad najpreciznije infracrvene snimke mlaza supermasivne crne rupe u središtu galaksije M87. Nova promatranja omogućila su razlučivanje strukturalnih pojedinosti koje ranije nisu bile jasno vidljive. Rezultati donose nova saznanja o fizici aktivnih galaktičkih jezgri.
Galaksija M87 i dosadašnja opažanja
Galaksija M87, golema eliptična galaksija u zviježđu Djevice, prvi put je zabilježena krajem 18. stoljeća kada ju je francuski astronom Charles Messier uvrstio u svoj katalog objekata koje je trebalo izbjegavati pri potrazi za kometima. Kasnija promatranja u radijskom, rendgenskom, optičkom, ultraljubičastom i gama području spektra pokazala su da se u njezinu središtu nalazi aktivna jezgra iz koje izbija moćan mlaz materijala pokretan supermasivnom crnom rupom. Taj je mlaz poznat po sinkrotronskom zračenju koje se proteže od radijskih do optičkih valnih duljina.
Iako su brojna istraživanja bila usmjerena na M87, u infracrvenom području podaci su do sada bili ograničeni. Koristeći JWST i njegovu kameru za blisko infracrveno područje (NIRCam), znanstvenici su uspjeli popuniti tu prazninu i otkriti nove detalje o strukturi mlaza.
Snimke u infracrvenom području
JWST+NIRCam snimke snimljene su u četiri infracrvena pojasa na valnim duljinama od 0,90, 1,50, 2,77 i 3,56 mikrometara. Kako bi se izdvojilo svjetlo koje dolazi iz samog mlaza, istraživački tim primijenio je postupke uklanjanja pozadinskog zračenja, kalibraciju i modeliranje galaksije. Na taj su način iz podataka uklonjeni doprinosi zvijezda, međuzvjezdane prašine, udaljenih galaksija i kuglastih skupova. Rezultat je detaljna infracrvena slika glavnog mlaza, ali i protu-mlaza koji se izbacuje u suprotnom smjeru iz crne rupe.
Mlaz pokazuje spiralnu, zavojnu strukturu u kojoj se izdvajaju dva važna elementa: svijetli čvor označen kao “L” i komponenta HST-1, prvi put uočena pomoću svemirskog teleskopa Hubble. HST-1 je poznat po brzom, prividno nadsvjetlosnom gibanju, a nova promatranja otkrivaju da se sastoji od dviju podstruktura koje imaju različite spektralne indekse.
“Preostale slike mlaza u velikoj su mjeri u skladu s radijskim i optičkim opažanjima. Na snimkama kraćih valnih duljina i veće rezolucije uspjeli smo identificirati sve glavne komponente mlaza do udaljenosti od oko 24 lučne sekunde od jezgre, uključujući HST-1, čvor L bliže središtu i svijetli udar nizvodno”, navode autori rada.
Protu-mlaz i buduća istraživanja
Protu-mlaz je uočen na udaljenosti od približno 24 lučne sekunde od jezgre. Njegovo snimanje u pravilu je vrlo zahtjevno jer se udaljava gotovo brzinom svjetlosti. Međutim, infracrveni podaci omogućili su jasniji prikaz te značajke.
“Na snimkama pri 2,77 i 3,56 mikrometara protu-mlaz se sastoji od dviju niti spojenih vrućom točkom, čineći oblik slova C, što je u skladu s morfologijom opaženom u radijskim valnim duljinama”, navode istraživači.
Ovo istraživanje dodatno produbljuje razumijevanje fizike mlazova u aktivnim galaktičkim jezgrama i postavlja referentnu točku za buduća infracrvena istraživanja izvan-galaktičkih mlazova. Daljnja promatranja JWST-a i drugih teleskopa, uključujući polarimetrijska i višestruka valna istraživanja, mogla bi omogućiti još detaljniji uvid u strukturu mlaza i protu-mlaza te otkriti više o ulozi magnetskih polja i mehanizmima ubrzavanja čestica.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
