Podczas gdy astronomowie badali zarówno duże, jak i małe czarne dziury od dziesięcioleci, dowody na istnienie średnich czarnych dziur były znacznie trudniejsze do zdobycia. Teraz astronomowie w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Massachusetts odkryli, że źródło promieniowania rentgenowskiego w galaktyce NGC 5408 stanowi jeden z najlepszych przypadków do tej pory czarnej dziury o średniej masie. „Czarne dziury o masie pośredniej zawierają od 100 do 10 000 mas Słońca” - wyjaśnił Tod Strohmayer, astrofizyk z Goddard. „Obserwujemy ciężkie czarne dziury w centrach galaktyk i lekkie krążące wokół gwiazd w naszej własnej galaktyce. Jednak znalezienie „animatorów” pozostaje wyzwaniem ”.
Kilka pobliskich galaktyk zawiera wspaniałe obiekty znane jako ultraluminiczne źródła promieniowania rentgenowskiego (ULX). Wydają się emitować więcej energii niż jakikolwiek znany proces zasilany gwiazdami, ale mniej energii niż centra aktywnych galaktyk, o których wiadomo, że zawierają czarne dziury o masie miliona Słońca.
„ULX są dobrymi kandydatami na czarne dziury o średniej masie, a ta w galaktyce NGC 5408 jest szczególnie interesująca”, powiedział Richard Mushotzky, astrofizyk z University of Maryland, College Park. Galaktyka znajduje się w odległości 15,8 miliona lat świetlnych w gwiazdozbiorze Centaura.
XMM-Newton wykrył coś, co astronomowie nazywają „quasi-okresowymi oscylacjami”, prawie regularnym „migotaniem” spowodowanym przez gromadzenie się gorącego gazu głęboko w dysku akrecyjnym, który tworzy się wokół masywnego obiektu. Tempo migotania było około 100 razy wolniejsze niż w przypadku czarnych dziur o masie gwiazdowej. Jednak w promieniach rentgenowskich NGC 5408 X-1 przyćmiewa te systemy o prawie ten sam współczynnik.
Opierając się na czasie oscylacji i innych cechach emisji, Strohmayer i Mushotzky stwierdzili, że NGC 5408 X-1 zawiera między 1000 a 9000 mas Słońca. To badanie pojawia się w numerze The Astrophysical Journal z 1 października.
„Dla tego zakresu masy horyzont zdarzeń czarnej dziury - część, za którą nie widzimy - ma średnicę od 3800 do 34 000 mil, czyli mniej niż połowę średnicy Ziemi do około czterokrotnie większej”, powiedział Strohmayer.
Jeśli NGC 5408 X-1 faktycznie aktywnie pochłania gaz, aby napędzić swoją olbrzymią emisję promieniowania rentgenowskiego, materiał prawdopodobnie przepłynie do czarnej dziury z krążącej gwiazdy. Jest to typowe dla czarnych dziur o masie gwiazdowej w naszej galaktyce.
Następnie Strohmayer zwrócił się o pomoc do satelity Swift NASA, aby szukać subtelnych odmian promieni rentgenowskich, które sygnalizowałyby orbitę gwiazdy-dawcy NGC 5408 X-1. „Swift wyjątkowo zapewnia zarówno czułość obrazowania rentgenowskiego, jak i elastyczność planowania, aby umożliwić takie wyszukiwanie” - dodał. Od kwietnia 2008 r. Swift zaczął obracać swój teleskop rentgenowski w kierunku NGC 5408 X-1 kilka razy w tygodniu w ramach trwającej kampanii.
Swift wykrywa niewielki wzrost i spadek promieni rentgenowskich co 115,5 dni. „Jeśli rzeczywiście jest to okres orbitalny gwiezdnego towarzysza”, powiedział Strohmayer, „prawdopodobnie jest to gigantyczna lub nadolbrzymia gwiazda o masie od trzech do pięciu razy większej niż masa Słońca (1 masa Słońca to masa Słońca)”. Badanie zostało zaakceptowane do publikacji w przyszłym numerze The Astrophysical Journal.
Obserwacje Swift obejmują tylko około czterech cykli orbitalnych, dlatego konieczna jest dalsza obserwacja, aby potwierdzić orbitalny charakter modulacji rentgenowskiej.
„Astronomowie badają NGC 5408 X-1 od dawna, ponieważ jest to jeden z najlepszych kandydatów do czarnej dziury o średniej masie”, dodaje Philip Kaaret z University of Iowa, który badał obiekt w zakresie fal radiowych, ale jest niezwiązane z żadnym z badań. „Te nowe wyniki sprawdzają, co dzieje się w pobliżu czarnej dziury i dostarczają mocnych dowodów, że jest ona niezwykle masywna”.
Artykuł: Dowody na istnienie czarnej dziury o pośredniej masie w NGC 5804
Źródło: NASA
