Astronomowie korzystający z JWST odkryli dowody sugerujące obecność długo poszukiwanej supermasywnej czarnej dziury w sercu galaktyki spiralnej M83.
To zaskakujące odkrycie, możliwe dzięki instrumentowi Mid-Infrared Instrument (MIRI) Webba, ujawnia wysoce zjonizowany gaz neonowy, który może być charakterystyczną sygnaturą aktywnego jądra galaktycznego (AGN), rosnącej czarnej dziury w centrum galaktyki.
M83, znana również jako Galaktyka Południowy Wiatraczek, od dawna stanowi zagadkę. Podczas gdy masywne galaktyki spiralne często goszczą AGN-y, astronomowie od dziesięcioleci zmagają się z potwierdzeniem istnienia jednej z nich w M83. Wcześniejsze obserwacje wskazywały, że jeśli istnieje tam supermasywna czarna dziura, to musi być ona uśpiona lub ukryta za gęstym pyłem. Teraz bezprecedensowa czułość i rozdzielczość przestrzenna Webba ujawniły oznaki sugerujące, że jest inaczej.
Nasze odkrycie emisji wysoko zjonizowanego neonu w jądrze M83 było nieoczekiwane – powiedziała Svea Hernandez, główna autorka nowej pracy z AURA dla Europejskiej Agencji Kosmicznej w Space Telescope Science Institute w Baltimore w USA. Sygnatury te wymagają do wytworzenia dużych ilości energii – większych niż te, które są w stanie wygenerować zwykłe gwiazdy. To silnie sugeruje obecność AGN, która do tej pory była nieuchwytna.
Przed Webbem po prostu nie mieliśmy narzędzi do wykrywania tak słabych i silnie zjonizowanych sygnatur gazu w jądrze M83 – dodała Hernandez. Teraz, dzięki niesamowitej czułości w średniej podczerwieni, jesteśmy wreszcie w stanie zbadać te ukryte głębiny galaktyki i odkryć to, co kiedyś było niewidoczne.
Obserwacje Webba w średniej podczerwieni pozwoliły astronomom zajrzeć przez pył i wykryć charakterystyczne oznaki wysoko zjonizowanego gazu w małych skupiskach w pobliżu jądra galaktyki. Energia potrzebna do wytworzenia tych śladów jest znacznie większa niż ta, którą mogą dostarczyć supernowe lub inne procesy gwiazdowe, co czyni AGN najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem. Jednak alternatywne scenariusze, takie jak ekstremalne fale uderzeniowe w ośrodku międzygwiazdowym, są nadal badane.
Webb zrewolucjonizował nasze rozumienie galaktyk – powiedziała współautorka Linda Smith ze Space Telescope Science Institute. Przez lata astronomowie bezskutecznie poszukiwali czarnej dziury w M83. Teraz mamy wreszcie przekonującą wskazówkę, która sugeruje, że może ona tam być.
To odkrycie pokazuje, jak Webb dokonuje nieoczekiwanych przełomów – dodała Smith. Astronomowie myśleli, że wykluczyli istnienie AGN w M83, ale teraz mamy nowe dowody, które podważają wcześniejsze założenia i otwierają nowe możliwości badań.
Zespół planuje dalsze badania przy użyciu innych obserwatoriów takich jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Very Large Telescope (VLT), w celu dalszego zbadania natury gazu i potwierdzenia obecności supermasywnej czarnej dziury w M83. Te dodatkowe obserwacje pomogą ustalić, czy nowo odkryta emisja definitywnie pochodzi z AGN, czy też w grę wchodzą inne procesy wysokoenergetyczne.
Badania te demonstrują zdolność Webba do odkrywania ukrytych struktur w galaktykach i otwierają drzwi do kolejnych odkryć w dziedzinie astrofizyki czarnych dziur. W miarę jak astronomowie przesuwają granice możliwości Webba, najbardziej nieuchwytne tajemnice Wszechświata stają się coraz wyraźniejsze.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
ESA
