Zvětšit obrázek

Měření družice Chandra umožnila zvážit supermasivní černou díru ve středu galaxie NGC 4649.

 
Měřením „špiček“ teplot horkého plynu ve středu obří eliptické galaxie NGC 4649 vědci určili hmotnost supermasivní černé díry uprostřed této galaxie. Poprvé aplikovaná metoda dala výsledky, které jsou v souladu s předchozím odhadem.

Astronomové hledali odlišný a nezávislý způsob přesného vážení největších supermasivních černých děr, tedy těch, které jsou miliardkrát větších než Slunce. Až dosud byly používány metody založené na pozorováních pohybů hvězd nebo plynu v disku blízko takové velké černé díry.

„Tohle je obrovsky zajímavá práce, protože černé díry dovedou být vskutku „nepolapitelné“ a existuje jen pár způsobů, jak je zvážit,“ říká Philip Humphrey z University of California v Irvine, který vedl studii. „Je uklidňující, že dva velmi odlišné způsoby měření hmotnosti velké černé díry dávají tak podobnou odpověď.“

Zvětšit obrázek

Fabrizzio Bringhenti: „Bylo úžasné konečně vidět přesvědčivý důkaz vlivu obrovské černé díry, který jsme očekávali. Byli jsme uchváceni tím, že naše nová technika pracovala právě tak dobře jako tradiční způsob vážení černých děr.“

Zvětšit obrázek

Složený obraz z Chandra X-ray Observatory NASA (zobrazeno fialově) a Hubbleova teleskopu (modré) ukazuje obří eliptickou galaxii NGC 4649. Aplikací nové metody vědci využili data z Chandry, aby změřili, že černá díra v jejím středu je asi 3,4 miliardkrát těžší než Slunce. Hodnota z této rentgenové techniky je v souladu s tradičnější metodou používající pohyby hvězd v blízkosti černé díry. NGC 4649 je nyní jednou z mála galaxií, ve kterých byly hmotnosti supermasivních černých děr změřeny dvěma různými metodami. (Credit: X-ray (NASA/CXC/Univ. of California Irvine/P.Humphrey et al.); Optical (NASA/STScI))

NGC 4649 je nyní jednou z hrstky galaxií, ve kterých byla měřena hmotnost supermasivní černé díry nesouvisejícími metodami. Navíc, tato nová rentgenová technika potvrzuje, že supermasivní černá díra v NGC 4649 je jednou z největších v pozorovaném vesmíru. Má hmotnost asi 3,4 miliardkrát větší než Slunce, to je asi tisíckrát víc než má černá díra v centru naší vlastní galaxie Mléčné dráhy.
 

Nová metoda využívá efektu vyvolaného gravitačním působením černé díry na horký plyn blízko středu galaxie. Jak se plyn pohybuje k černé díře, stlačuje se a ohřívá. To způsobuje vytvoření „špičky“ v teplotě plynu právě blízko středu galaxie. Čím těžší je černá díra, tím vyšší teplotní „špičku“ zachytí Chandra.

Tento účinek předpověděli dva ze spoluautorů – Fabrizio Brighenti z University of Bologna v Itálii a William Mathews z University of California v Santa Cruz – téměř před deseti lety, ale tento případ je první, kdy to bylo spatřeno a prakticky použito.
 

Černá díra v NGC 4649 je ve stavu, kdy se neobjevuje, že by rychle strhávala materiál ke svému horizontu událostí, ani že by vytvářela vydatné množství světla svým růstem. Takže přítomnost a hmotnost centrální černé díry musí být studována nepřímo, sledováním jejích účinků na hvězdy a plyn, které ji obklopují.

„Monstrózní černé díry, jako je tahle, „předvádí“ velkolepé světelné „přehlídky“ ve vzdáleném, raném vesmíru, ale ne v přilehlém blízkém vesmíru,“ řekl Humphrey. „Takže nemůžeme čekat, že by se naše nová metoda dala aplikovat na další, sousední galaxie vlastnící stejně nenápadné černé díry.“

Tyto výsledky se objeví v následujícím vydání Astrophysical Journal. Marshall Space Flight Center NASA v Huntsville řídí program Chandra pro agenturní Science Mission Directorate. Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje vědecké a letové operace z the Chandra X-ray Center v Cambridge, Massachusetts.

Zdroj: Chandra X-ray Center