Током 1970-их научници су потврђивали да су радио емисије које долазе из центра наше галаксије последица присуства Супермасивне Црне рупе (СМБХ). Смештена на око 26 000 светлосних година од Земље између сазвежђа Стрелац и Шкорпија, ова карактеристика је постала позната као Стрелац А *. Од тог времена астрономи су схватили да већина масивних галаксија има СМБХ у свом центру.
Штавише, астрономи су сазнали да су црне рупе у овим галаксијама окружене масивним ротирајућим торузама прашине и гаса, што је оно због чега троше енергију. Међутим, тек недавно је тим астронома, користећи Атацама велики милиметар / субмилиметарски низ (АЛМА), успео да ухвати слику ротирајућег прашњавог гасног тора око супермасивне црне рупе М77.
Студија која детаљно описује њихове налазе недавно се појавила у часопису Астрономицал Јоурнал Леттерс под насловом „АЛМА открива нехомогени компактни ротациони густи молекуларни тоус у нуклеусу НГЦ 1068“. Студију је спровео тим јапанских истраживача из Јапанске националне астрономске опсерваторије - а водио је Масатосхи Иманисхи - уз помоћ Универзитета Кагосхима.
Као и већина масивних галаксија, М77 има активни галактички нуклеус (АГН), где се прашина и гас накупљају на његов СМБХ, што доводи до веће светлости већине од нормалне. Већ неко време астрономи су загонетни због знатижељне везе која постоји између СМБХ и галаксија. Док масивне галаксије имају веће СМБХ, галактике домаћини су и даље 10 милијарди пута веће од њихове централне црне рупе.
Ово, наравно, поставља питања о томе како два објекта потпуно различитих скала могу директно утицати један на другог. Као резултат тога, астрономи су покушали да проуче АГН како би утврдили како се галаксије и црне рупе коеволуирају. За потребе своје студије, тим је обавио посматрања високе резолуције централног региона М77, забрањене спиралне галаксије која се налази око 47 милиона светлосних година од Земље.
Помоћу АЛМА, тим је снимио подручје око М77 центра и успели су да разреше компактну гасовиту структуру са радијусом од 20 светлосних година. Као што се очекивало, тим је открио да се компактна структура ротира око централне црне рупе галаксија. Као што је Масатосхи Иманисхи објаснио у изјави за АЛМА:
„За тумачење различитих карактеристика посматрања АГН-а, астрономи су претпоставили ротирајуће структуре прашинског гаса у облику крафне око активних супермасивних црних рупа. То се назива 'унифицирани модел' АГН-а. Међутим, прашњави гасовити крафни је врло ситан изглед. Уз високу резолуцију АЛМА, сада можемо директно видети структуру. “
У прошлости су астрономи посматрали центар М77, али нико до сада није успео да разреши ротирајући тоус у његовом центру. Ово је омогућено захваљујући супериорној резолуцији АЛМА, као и избору молекулских емисијских линија. Ове линије за емисију укључују цијанид водоника (ХЦН) и формил јоне (ХЦО +), који емитују микроталасе само у густом гасу, и угљен моноксид - који емитује микроталасе под различитим условима.
Посматрања ових емисионих линија потврдила су још једно предвиђање тима, а то је да ће торус бити веома густ. "Претходна запажања открила су продужетак прашњавог гаса од истока према западу", рекао је Иманисхи. "Динамика откривена из наших података о АЛМА тачно се подудара са очекиваном ротационом оријентацијом тора."
Међутим, њихова су запажања такође показала да је дистрибуција гаса око СМБХ сложенија од оне коју предлаже једноставан обједињени модел. Према овом моделу, ротација тора би пратила гравитацију црне рупе; али оно што су Иманисхи и његов тим открили показали су да гас и прашина у торусу такође показују знакове врло случајног кретања.
То би могли бити показатељи да је АГН у центру М77 имао насилну историју, која би могла укључивати стапање са малом галаксијом у прошлости. Укратко, запажања тима показују да галактичка спајања могу имати значајан утицај на то како се АГН формирају и понашају. У том погледу, њихова запажања о тору М77 већ дају трагове о историји и еволуцији галаксије.
Студија СМБХ, иако интензивна, је такође веома изазовна. С једне стране, најближи СМБХ (Сагитарриус А *) је релативно тих, са само малим количинама гаса на њему. У исто време, налази се у центру наше галаксије, где је затамњена интервенцијама прашине, гаса и звезда. Као такви, астрономи су принуђени да гледају у друге галаксије како би истражили како СМБХ и њихове галаксије коегзистирају.
Захваљујући деценијама проучавања и побољшањима инструментације, научници по први пут почињу добијати јасан увид у ове мистериозне области. Када су у стању да их детаљно проуче, астрономи такође добијају драгоцени увид о томе како такве огромне црне рупе и њихове прстенасте структуре могу временом коегзистирати са својим галаксијама.
