Svemirski teleskop James Webb snimio je Centaurus A, jednu od najpoznatijih bliskih galaksija, u svjetlu u kojem njezino središte više ne nestaje iza gustih prašnih traka. Ono što se u vidljivoj svjetlosti čini kao zaklonjena i tamna jezgra sada se pokazuje kao nemirno područje prepuno zvijezda, prašine, plina i tragova drevnog galaktičkog sudara.
Galaksija blizu nas, ali daleko od mirne
Centaurus A nalazi se oko 11 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. U kozmičkim razmjerima to je relativno blizu, zbog čega je ova galaksija već desetljećima jedan od najvažnijih objekata za proučavanje odnosa između galaksija i crnih rupa.
No Centaurus A nije mirna galaksija. U njezinu središtu nalazi se supermasivna crna rupa koja aktivno proždire okolni materijal. Dok se plin i prašina približavaju crnoj rupi, dio energije oslobađa se u obliku snažnih mlazova i zračenja koji utječu na okolni prostor.
Galaksija istodobno nosi tragove burne prošlosti. Prije otprilike 2 milijarde godina sudarila se s drugom galaksijom. Posljedice toga događaja nisu nestale. Vidi ih se u neobičnoj strukturi Centaura A, u njegovim prašnim trakama, izobličenom središtu i područjima u kojima se i danas rađaju nove zvijezde.
Webb vidi ono što je Hubbleu ostalo skriveno
Hubble je Centaurus A promatrao u vidljivoj svjetlosti, ali njegov pogled prema središtu galaksije zaustavljale su debele naslage prašine. Spitzer, umirovljeni NASA-in infracrveni teleskop, pokazao je veće strukture koje se skrivaju iza te prašine, ali nije mogao razlučiti detalje na razini pojedinačnih zvijezda.
Webb sada spaja ono što raniji teleskopi nisu mogli pružiti u istoj mjeri: dubok pogled kroz prašinu i dovoljnu oštrinu da se u središnjem dijelu galaksije razdvoje golema mnoštva zvijezda.
“Nijedan teleskop ne govori cijelu priču”, rekao je Shawn Domagal-Goldman, direktor odjela za astrofiziku u NASA-inu sjedištu u Washingtonu. Webb, dodao je, nastavlja ono što su ranije misije otvorile, ali u valnim duljinama i detaljima koji dosad nisu bili dostupni.
Nove snimke objavljene su u povodu četvrte godišnjice Webbova znanstvenog rada. Za NASA-u su one i podsjetnik da teleskop i dalje radi bolje nego što se očekivalo, ali za astronome je važnije nešto drugo: Centaurus A sada se može čitati kao puno jasniji zapis jedne dramatične galaktičke povijesti.
Prašina u središtu galaksije otkriva čudne oblike
Webbova promatranja u srednjem infracrvenom području posebno ističu prašinu. Ona više nije samo tamna prepreka koja skriva pozadinu, nego materijal koji sam svijetli i pokazuje složenu unutarnju građu galaksije.
Preko središta Centaura A proteže se iskrivljena traka nalik paralelogramu. Iz nje se prema van pružaju tanji, razvučeni oblaci materijala. U podacima instrumenta MIRI posebno se ističe i neobična struktura u obliku slova S. Znanstvenici zasad ne nude jednostavan odgovor na pitanje kako je nastala.
Moguće je da je taj oblik povezan s utjecajem središnje crne rupe, s plinom i prašinom koje je poremetio stari sudar galaksija ili s novim valovima nastanka zvijezda. Upravo zato je Centaurus A toliko zanimljiv. U njemu se nekoliko velikih procesa događa istodobno, a Webb prvi put pokazuje njihove tragove u takvim detaljima.
Mnoge crvene točke u Webbovim snimkama predstavljaju zvijezde bogate prašinom ili područja u kojima se rađaju nove zvijezde. Dio prašine potječe od starijih zvijezda koje izbacuju materijal u svemir. Taj materijal kasnije može postati sirovina za nove zvijezde, a s vremenom i za planete.
Zvijezde čuvaju vremensku crtu drevnog sudara
Ono što na kombiniranim Webbovim snimkama može izgledati zrnato zapravo je gusto polje pojedinačnih zvijezda. U tome je jedna od najvećih vrijednosti novih podataka. Astronomi Centaurus A sada mogu proučavati gotovo kao arheološko nalazište, ali na galaktičkoj razini.
Svaka razlučena zvijezda nosi dio priče o tome kada je nastala i u kakvim uvjetima. Starije zvijezde govore o ranijim razdobljima razvoja galaksije. Mlađe zvijezde upućuju na plin koji je poremećen i stisnut tijekom sudara s drugom galaksijom. Između njih nalaze se tragovi razdoblja u kojima je nastanak zvijezda slabio, zatim ponovno jačao.
Zbog toga Webbov pogled nije samo lijepa infracrvena slika. On astronomima omogućuje da sastave vremensku crtu Centaura A: od starijih populacija zvijezda, preko sudara prije 2 milijarde godina, do današnjih područja u kojima galaksija još uvijek stvara nove zvijezde.
Crna rupa u središtu nije samo promatrač
Webb ne otkriva samo gdje se nalaze zvijezde i prašina. Pomoću spektroskopije astronomi mogu pratiti i gibanje plina u galaksiji. Rani rezultati pokazuju brzo gibanje ioniziranog plina prema van, što je vjerojatno povezano s aktivnošću središnje crne rupe.
U blizini središta uočen je i topliji molekularni vodik u iskrivljenom rotirajućem disku. Takvi podaci važni su za jedno od ključnih pitanja moderne astrofizike: koliko crna rupa može oblikovati galaksiju koja je okružuje?
Odgovor, barem u slučaju Centaura A, nije jednostavan. Aktivna crna rupa može stisnuti plin i tako potaknuti nastanak novih zvijezda. Može ga i izbacivati ili zagrijavati, čime nastanak zvijezda postaje teži. Ista crna rupa tako može djelovati kao pokretač i kao kočnica.
Centaurus A nije samo još jedna lijepa galaksija na Webbovoj snimci. To je blizak primjer galaksije u kojoj se vide posljedice sudara, rad aktivne crne rupe, kretanje plina, životni ciklus prašine i nastanak novih zvijezda. Webb je kroz njezinu prašinu otvorio pogled u središte koje se još uvijek mijenja, dvije milijarde godina nakon događaja koji ga je oblikovao.