Galaktyka nie jest zbyt daleko od naszej, że astronomowie byli bardzo pewni, że ma kształt „X”, przynajmniej z perspektywy radioteleskopów. Ale nowy, wyraźniejszy obraz z radioteleskopu pokazuje, że galaktyka wygląda bardziej jak rozciągnięta kropelka.
Obraz ten, opublikowany 11 lipca w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zaprzecza trwającym od dziesięcioleci wyobrażeniom o galaktyce, NGC 326, i zakłóca długoletnią teorię o zderzeniach między supermasywnymi czarnymi dziurami. Jest to produkt tablicy niskiej częstotliwości (LOFAR), potężnego radioteleskopu w Holandii.
Jak napisali autorzy artykułu z 11 lipca, NGC 326 naprawdę wydawało się mieć kształt litery „X”. Za każdym razem, gdy badacze badali sygnatury radiowe galaktyki - szczególne wzory fal radiowych emitowanych przez strukturę - zdawali się pokazywać cztery wyraźne płaty, nogi X. To, jak sądzili, świadczyło o gigantycznej kolizji między dwiema supermasywnymi czarnymi dziurami . Ale nowy obraz przedstawia bardziej skomplikowany obraz - taki, którego sama kolizja z czarną dziurą nie jest w stanie wyjaśnić.
Oto dlaczego kształt X był wielką sprawą dla badaczy z czarnymi dziurami. Duże galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna, mają supermasywne czarne dziury w swoich centrach, jak wcześniej informowało Live Science. Te czarne dziury, jakkolwiek duże, są przeważnie zbyt małe i dalekie, aby je obserwować nawet najlepszymi teleskopami. Ale astronomowie mogą rozpoznać te czarne dziury po sygnaturach radiowych. Wiele supermasywnych czarnych dziur wystrzeliwuje dwa strumienie materii w przestrzeń, wykonaną z materiału, który ledwo uciekł w pustkę. Odrzutowce wystrzeliwują w przeciwnych kierunkach przy znacznych ułamkach prędkości światła, tworząc długie rozmazy świecących cząstek w przestrzeni, często większe niż galaktyki macierzyste, które mogą wykryć radioteleskopy.
Ale naukowcy od dawna zastanawiali się: kiedy wielkie galaktyki łączą się, czy ich supermasywne czarne dziury zderzają się? Autorzy artykułu napisali, że astrofizyka jest otwartym pytaniem, czy wszechświat istnieje wystarczająco długo, aby dwie supermasywne czarne dziury się zatrzasnęły. Gdy dwóch takich gigantów natknie się na swoje orbity, proces wirowania coraz bliżej, a następnie zderzenia, może zająć tyle miliardów lat, że nigdy nie zobaczymy go w naszym wszechświecie.
Ale niektórzy astronomowie sądzili, że galaktyki w kształcie X są dowodem, że doszło do tych kolizji. Teoria głosiła, że w pewnym momencie supermasywna czarna dziura wytwarzająca dwa strumienie uderzyła w inną supermasywną czarną dziurę, w wyniku czego, według autorów artykułu, powstała nowa, większa czarna dziura zorientowana na zupełnie nowej osi. Ta nowa czarna dziura wystrzeliłaby w dwa strumienie w zupełnie innym kierunku, ale strumienie z oryginalnej czarnej dziury pozostałyby świecące w przestrzeni, tworząc ten kształt X.
Ta teoria galaktyk w kształcie X ma jednak dość ścisłe terminy: między płatami dżetów nie może być żadnych smug. Puste przestrzenie muszą być ciemne. To dlatego, że czarna dziura zmieniłaby się tak nagle, że strumienie nie kołysałyby się w przestrzeni między nimi, rozpylając je drobinami. Proces ten, z perspektywy zewnętrznej, wyglądałby tak, jakby jedno źródło strumienia wyłączało się tak samo, jak inne włączane w tym samym miejscu, rozpylając w różnych kierunkach.
Nowe zdjęcie LOFAR pokazuje, że przynajmniej w NGC 326 tak nie jest. Przestrzenie między płatami „X” galaktyki są wypełnione świecącymi cząsteczkami, dzięki czemu bardziej przypomina kroplę niż literę alfabetu.
„Podkreślamy, że fuzja BH-BH, objawiająca się jako nagła zmiana orientacji odrzutu lub wolniejsze przejście… nie jest wykluczona przez te dane” - napisali naukowcy w artykule. „Ale samo w sobie nie jest już ani koniecznym, ani wystarczającym wyjaśnieniem morfologii obserwowanego źródła”.
Innymi słowy, czarne dziury mogły się scalić w NGC 326. Ale ten bardziej szczegółowy obraz niekoniecznie pokazuje ślad takiego połączenia. A jeśli nastąpiło połączenie czarnej dziury w NGC 326, samo to połączenie nie może wyjaśnić kształtu, jaki astronomowie mogą teraz zobaczyć w tej części przestrzeni.
W dalszej części drogi, jak napisali naukowcy, astronomowie będą musieli ponownie ocenić swoje założenia dotyczące galaktyk w kształcie X, których NGC 326 był przykładem „prototypowym”. Gdy astronomowie szykują się do umieszczenia w przestrzeni kosmicznej anteny laserowej interferometru lub LISA - najbardziej czułego detektora fal grawitacyjnych w historii - niektórzy opracowali obliczenia dla liczby połączeń supermasywnych czarnych dziur (które wytwarzają również bardzo duże fale w czasoprzestrzeni, znane jako fale grawitacyjne o niskiej częstotliwości), przyrząd powinien być w stanie wykrywać każdego roku na podstawie liczby galaktyk w kształcie X w przestrzeni kosmicznej. Ale jeśli NGC 326 nie ma naprawdę X-kształtu, czy astronomowie mogą ufać, że któryś z tych bardziej odległych jest? Po tych obliczeniach może być czas wrócić do tablicy kreślarskiej.
