Kreditna slika: ESO
Izpolnitev starih sanj astronomov, opazovanja z zelo velikim teleskopskim interferometrom (VLTI) na observatoriju ESO Paranal (Čile) so zdaj omogočila pridobitev jasne slike neposredne okolice črne luknje v središču aktivne galaksije . Novi rezultati zadevajo spiralno galaksijo NGC 1068, ki se nahaja na razdalji približno 50 milijonov svetlobnih let.
Prikazujejo konfiguracijo sorazmerno toplega prahu (približno 50 ° C), ki meri 11 svetlobnih let in 7 svetlobnih let, z notranjo, vročo cono (500 ° C), široko približno 2 svetlobna leta.
Ta slikovna in spektralna opazovanja potrjujejo sedanjo teorijo, da so črne luknje v središčih aktivnih galaksij zapletene v debelo krofno strukturo plina in prahu, imenovane "torus".
Mednarodna skupina astronomov [2] je za tovrstno sledilno zasnovo, prvi tovrstni ekstragalaktični objekt z dolgotrajno infrardečo interferometrijo, uporabila nov instrument MIDI v laboratoriju VLTI. Zasnovan in zgrajen je bil v sodelovanju med nemškimi, nizozemskimi in francoskimi raziskovalnimi inštituti [3].
Med dvema teleskopoma 8,2 m VLT enote med dvema opazovalnima vožnjama v juniju in novembru 2003 je bila dosežena največja ločljivost 0,013 arcsec, kar ustreza približno 3 svetlobnim letom na razdalji NGC 1068. Infrardeči spektri Osrednje območje te galaksije je bilo pridobljeno, kar kaže na to, da je segreti prah verjetno alumino-silikatne sestave.
Novi rezultati so objavljeni v raziskovalnem prispevku, ki je izšel 6. maja 2004 v številki mednarodne raziskovalne revije Nature.
NGC 1068 - tipična aktivna galaksija
Aktivne galaksije so med najbolj spektakularnimi objekti na nebu. Njihova kompaktna jedra (AGN = Active Galaxy Nuclei) so tako svetlobna, da lahko zasenčijo celotno galaksijo; "Kvazarji" so skrajni primeri tega pojava. Ti kozmični objekti kažejo številne zanimive opazovalne značilnosti v celotnem elektromagnetnem spektru, od radijske do rentgenske emisije.
Zdaj je veliko dokazov, da končna elektrarna teh dejavnosti izvira iz supermasivne črne luknje z maso do tisoč milijonov večjo od mase našega Sonca, prim. npr. ESO PR 04/01. Tista v galaksiji Mlečna pot ima le okoli 3 milijone sončnih mas, prim. ESO PR 17/02. Verjame se, da se črna luknja napaja iz tesno namotanega zgoščevalnega plina, ki ga obdaja. Material, ki pade proti takim črnim luknjam, se bo stisnil in segreval do izjemnih temperatur. Ta vroči plin seva ogromno svetlobe, zaradi česar aktivno jedro galaksije tako močno sije.
NGC 1068 (znan tudi kot Messier 77) spada med najsvetlejše in najbolj aktivne galaksije v bližini. Nahaja se v ozvezdju Cetus (The Whale) na razdalji približno 50 milijonov svetlobnih let, izgleda kot precej običajna, prepojena spiralna galaksija. Jedro te galaksije pa je zelo svetlobno, ne le v optični, ampak tudi v ultravijolični in rentgenski svetlobi. Za jedrsko aktivnost v NGC 1068 je potrebna črna luknja z maso, ki je približno 100 milijonov večja od mase našega Sonca.
Pripombe VLTI
V noči s 14. na 16. junij 2003 je skupina evropskih astronomov [2] opravila prvo serijo opazovanj, da bi preverila znanstveni potencial novo nameščenega instrumenta MIDI na VLTI. Preučili so tudi aktivno galaksijo NGC 1068. Že ob prvem poskusu je bilo mogoče videti podrobnosti v bližini središča tega predmeta, prim. ESO PR 17/03.
MIDI je občutljiv na svetlobo valovne dolžine blizu 10 m, to je v srednjem infrardečem spektralnem območju ("termični infrardeči"). Z razdaljami med prispevajočimi teleskopi ("osnovne črte") do 200 m lahko MIDI doseže največjo kotno ločljivost (ostrino slike) približno 0,01 arcsec. Prav tako pomembno je, da MIDI s kombiniranjem svetlobnih žarkov z dveh 8,2-metrskih teleskopov VLT prvič prvič izvaja infrardečo interferometrijo sorazmerno šibkih predmetov zunaj lastne galaksije, Mlečne poti.
MIDI je s svojo visoko občutljivostjo na toplotno sevanje idealno primeren za preučevanje materiala v zelo zasenčenih območjih v bližini osrednje črne luknje in segreva s svojim ultravijoličnim in optičnim sevanjem. Energija, ki jo absorbirajo prašna zrna, se nato ponovno seva pri daljših valovnih dolžinah v termalnem infrardečem spektralnem območju med 5 in 100 m.
Osrednja regija v NGC 1068
Dodatna interferometrična opazovanja so bila novembra 2003 zagotovljena na 42 m. Po natančni analizi vseh podatkov so dosežena prostorska ločljivost (ostrina slike) in podrobni spektri astronomom omogočili preučevanje strukture osrednjega območja NGC 1068.
Zaznajo prisotnost notranjega, primerljivo "vročega" oblaka prahu, segretega na približno 500 ° C in s premerom, enakim ali manjšim od dosežene ostrine slike, to je približno 3 svetlobna leta. Obdaja ga hladnejša, prašna površina s temperaturo okoli 50 ° C, ki meri 11 svetlobnih let in debela približno 7 svetlobnih let. To je najverjetneje predvideni osrednji disk v obliki diska, ki se vrti okoli črne luknje.
Primerjalna debelina opazovane strukture (debelina premera ~ 65%) je še posebej pomembna, saj lahko ostane stabilna le, če je podvržena nenehnemu vbrizganju gibanja ("kinetične") energije. Vendar noben od trenutnih modelov osrednjih regij v aktivnih galaksijah tega ne prepriča.
Spektri MIDI, ki zajemajo interval valovnih dolžin od 8 do 13,5 µm, zagotavljajo tudi informacije o možni sestavi prašnih zrn. Najverjetnejša sestavina je kalcijev aluminij-silikat (Ca2Al2SiO7), visokotemperaturna vrsta, ki jo najdemo tudi v zunanjih atmosferah nekaterih super-velikanskih zvezd. Kljub temu pa ta pilotna opažanja ne morejo dokončno izključiti drugih vrst prahu, ki ni olivin.
Izvirni vir: ESO News Release
