Plava svjetlost u jezgri galaksije Andromeda (M31)

VIP Broj poruka : 178 Datum upisa : 31.03.2011

Nedavno su astronomi koristeći Hubble teleskop identifikovali izvor misteriozne plave svetlosti koja okružuje supermasivnu crnu rupu
u susednoj galaksiji Andromeda (M31). Iako je priroda ove neobične
svetlosti zaokupljala pažnju astronoma više od deset godina, novo
otkriće čini ovu priču još neverovatnijom.

Plava svetlost u jezgru galaksije Andromeda

Plava svjetlost u jezgri galaksije Andromeda (M31) Zoom-img

Plava
svetlost dolazi od diska veoma vrućih, mladih zvezda. Ove zvezde se
vrtoglavom brzinom okreću oko crne rupe, na način sličan onom na koji se
planete našeg Sunčevog sistema vrte oko Sunca. Astronomi su zatečeni
činjenicom da se ovaj disk zvezda koji oblikom podseća na palačinku
formirao tako blizu ove džinovske crne rupe, upravo tamo gde nikako ne
bi mogao da bude. Ogromna količina gravitacione energije crne rupe inače
je u stanju da cepa materiju i ne dozvoljava gazovima i prašini da se
sažmu i formiraju zvezde. Posmatranja jezgra ove galaksije mogla bi da
astronomima daju nagoveštaj o prirodi aktivnosti jezgara mnogo
udaljenijih sličnih galaksija.

Pronalaskom diska mladih zvezda astronomi su, prema njihovim rečima,
osigurali nepokolebljive dokaze postojanja džinovske crne rupe. Ovi
dokazi pomogli su naučnicima da konačno odbace sve alternativne teorije o
postojanju «tamne materije» u jezgru galaksije Andromeda i potvrde
dugogodišnje sumnje da se radi o crnoj rupi.

"Posmatrati
ove zvezde je isto kao posmatrati mađioničara kako izvlači zeca iz
šešira – videli ste i znate da ga je izvadio ali ne znate kako je to
učinio", kaže Tod Lauer iz Nacionalne Optičke Astronomske Opservatorije u mestu Tucson u Arizoni. On i tim astronoma koje predvode Ralf Bender sa Max Planck Instituta za vanzemaljsku fiziku u mestu Garching u Nemačkoj i John Kormendy sa Teksas Univerziteta u Austinu vršili su ova posmatranja a njihovi rezultati objavljeni su u Astrofizičkom Žurnalu 20. Septembra 2005. godine.

Pronalazak neobične plave svetlosti

Astronom po imenu Ivan King sa Univerziteta u Vašingtonu
je sa svojim kolegama prvi uočio neobičnu plavu svetlost 1995. godine
koristeći Hubble teleskop. Mislio je da svetlost najverovatnije dolazi
od jedne vruće plave zvezde ili možda od nekog egzotičnog i nama
nepoznatog energetskog procesa. Tri godine kasnije, Lauer i Sandra Faber sa Univerziteta u Kaliforniji
ponovo su koristili Hubble teleskop kako bi studirali prirodu plave
svetlosti koja je dolazila iz jezgra galaksije Andromeda. Njihova
posmatranja pokazala su da se radi o grupi plavih zvezda.

Najnovija spektroskopska osmatranja vršena STIS
(Space Telescope Imaging Spectrograph) uređajem smeštenim na Hubble
teleskopu otkrivaju da je plava svetlost sačinjena od više od 400 mladih
zvezda koje su nastale pre otprilike 200 miliona godina. Ove zvezde
gusto su raspoređene u disk koji je širok samo jednu svetlosnu godinu.
Ovaj disk mladih zvezda ugnezdio se unutar eliptičnog prstena starijih,
hladnijih, crvenih zvezda koje su otkrivene tokom ranijih osmatranja
koristeći Hubble teleskop.

Astronomi
su također koristili STIS uređaj kako bi izmerili brzinu kretanja ovih
zvezda. Podatke o brzini njihovog kretanja dobili su računajući koliko
mnogo su njihovi svetlosni talasi rastegnuti i sažeti kretanjem oko crne
rupe. Zarobljene silnom gravitacionom energijom crne rupe ove zvezde
kreću se veoma velikom brzinom od oko 3,6 miliona kilometara na čas (oko
1000 kilometara u sekundi). Kreću se toliko brzo da bi im trebalo 40
sekundi da obiđu Zemlju ili 6 minuta da stignu do Meseca. Najbrže od
njih kompletiraju svoju orbitu oko crne rupe za 100 godina.

<blockquote>Jezgro
galaksije Andromeda verovatno je i u prošlosti proizvodilo slične
diskove zvezda i šanse su da će da nastavi da ih proizvodi i ubuduće.
Plave zvezde koje sačinjavaju ovaj disk toliko su mlade da je malo
verovatno da se kroz 12 milijardi dugo postojanje galaksije Andromeda
one pojave upravo sada. Ova činjenica ukazuje na postojanje mehanizma
koji je formirao ovakve zvezdane diskove u prošlosti i koji će
najverovatnije da ih stvara i ubuduće. Međutim, na koji način se ovakav
disk formira ostaje misterija.</blockquote>

Dokazi o postojanju džinovske crne rupe

Pored
otkrića diska plavih zvezda u galaksiji Andromeda, astronomi su
iskoristili ovaj pogled izbliza da nepobitno dokažu kako ova galaksija u
svom centru sadrži crnu rupu. Tokom nezavisnih istraživanja sa zemlje
1988. godine John Kormendy, Alan Dressler i Douglas Richstone
sa kolegama otkrili su centralni tamni objekat u galaksiji Andromeda za
koji su verovali da je ustvari supermasivna crna rupa. Ovo je bio prvi
od četrdesetak slučajeva otkrivanja crnih rupa, većinom uz pomoć Hubble
teleskopa. Međutim, njihova osmatranja nisu uspela da u potpunosti
dokažu da se radi isključivo o crnim rupama i da isključe ostala,
egzotična i manje verovatna objašnjenja. "Postoje snažni razlozi da
verujemo da se radi o supermasivnim crnim rupama", kazao je
Kormendy,"ali ovakve ekstremne tvrdnje iziskuju neverovatno snažne
dokaze. Mi moramo da budemo potpuno sigurni da su u pitanju crne rupe, a
ne tamni grozdovi ugaslih zvezda."

Osmatranja
galaksije Andromeda uz pomoć STIS uređaja toliko su precizna da su
astronomi u potpunosti eliminisali sve druge mogućnosti i objašnjenja
šta bi ustvari ovaj tamni objekat u jezgru galaksije mogao biti.
Izračunali su i masu ove crne rupe. Njena masa je 140 miliona puta od
mase koju ima naše Sunce i tri puta je veća nego što se do sada
pretpostavljalo.

Do
današnjeg dana, verovanje u postojanje tamnih grozdova u centru
galaksija uspešno je eliminisano samo u dve galaksije, NGC 4258 i u
našoj galaksiji, Mlečnom Putu. Ove dve galaksije pružaju nepobitne
dokaze da crne rupe postoje, ali obe su specijalni slučajevi. Galaksija NGC 4258
u svom centru sadrži disk vodenih MASER-a koje posmatramo radio
teleskopima, a naš galaktički centar je toliko blizu da možemo da
pratimo orbite pojedinih zvezda.

Andromeda
je prva galaksija uz pomoć koje možemo da isključimo sve egzotične
alternative u zamenu za postojanje crnih rupa koristeći Hubble teleskop
uz pomoć iste tehnike kojom pronalazimo gotovo sve crne rupe.

<blockquote>Istraživanje
crnih rupa oduvek je bila primarna misija Hubble teleskopa. Pronalazak
crne rupe u središtu galaksije Andromeda je bez sumnje veoma važan deo
njegovog nasleđa i sada smo ubeđeni da su i drugi tamni objekti
otkriveni u drugim galaksijama također crne rupe.
Ali sada kada je dokazano da se crna rupa nalazi u središtu diska
plavih zvezda, postalo je nezamislivo teško razumeti mehanizam nastanka
ovih zvezda. Gas od kojeg nastaju zvezde mora da se vrti veoma brzo oko
crne rupe, i to mnogo brže što je bliži crnoj rupi nego onaj što se
nalazi na većoj udaljenosti od nje, tako da nastanak zvezda u tom pojasu
izgleda gotovo nemoguć. A zvezde se ipak tamo nalaze.</blockquote>

Dvostruki nukleus

Crna
rupa i diskovi zvezda nisu jedine strukture u jezgru Andromeda
galaksije. Tim istraživača koje su vodili Lauer i Faber koristio je
Hubble teleskop 1993.godine otkrivši da galaksija ima dvostruko zvezdano
jato u svom centru. Ovaj pronalazak bio je veliko iznenađenje jer bi
ovakva dva zvezdana jata trebalo da se spoje u jedno tokom samo nekoliko
stotina hiljada godina. Scott Tremaine [Skot Tremein] sa Princeton
[Prinston] Univerziteta rešio je ovaj problem predlažući teoriju koja
kaže da je ovakav "dvostruki nukleus" ustvari prsten starih, crvenih
zvezda. Ovaj prsten izgledao je, prema njegovoj teoriji, kao dva
zvezdana jata zato što su astronomi mogli da vide samo zvezde na
suprotnim krajevima prstena. Ovaj prsten udaljen je oko pet svetlosnih
godina od crne rupe u centru i okružuje disk plavih, mladih zvezda. I
prsten crvenih, starih zvezda i disk u njegovom središtu nalaze se u
istoj ravni u odnosu na Zemlju što ukazuje na njihovu međusobnu
povezanost.

Iako
su astronomi više nego iznenađeni pronalaskom plavog diska zvezda u
neposrednoj blizini crne rupe, tvrde da ovakva interesantna arhitektura
ne mora da bude toliko neobična. Naš Mlečni Put
ima mlađe, novije zvezde u blizini crne rupe u centru naše galaksije.
Izgleda neverovatno da samo dve najbliže nam galaksije mogu da se
prepoznaju po ovako neobičnoj aktivnosti. Sto znači da ova pojava ne
mora da bude izuzetak već bi mogla da bude i pravilo među drugim
galaksijama.

A već je otkriveno mnoštvo galaksija koje u svom jezgru sadrže dvostruki nukleus.
Izvor