Помоћу новог рачунарског модела астрономи су утврдили да је црна рупа у центру галаксије М87 најмање двоструко већа него што се раније мислило. Тежи 6,4 милијарде пута већег од Сунчеве масе, то је најмасивнија црна рупа до сада измерена, а овај нови модел сугерира да се прихваћене масе црне рупе у другим великим оближњим галаксијама могу скинути сличним количинама. То има последице за теорије о томе како се галаксије формирају и расту, па чак може да реши дугогодишњи астрономски парадокс.
Астрономи Карл Гебхардт са Универзитета у Тексасу у Аустину и Јенс Тхомас са Института Мак Планцк за изванземаљску физику детаљно су открили своја открића у понедељак на конференцији Америчког астрономског друштва у Пасадени у Калифорнији.
Да би покушали да схвате како се галаксије формирају и расту, астрономи почињу са основним информацијама о данашњим галаксијама, као што су од чега су направљене, колико су велике и колико теже. Астрономи мере ову последњу категорију, масу галаксије, тако што тактују брзину звезда у орбити око галаксије.
Проучавања укупне масе су важна, рекао је Тхомас, али „кључна ствар је утврдити да ли је маса у црној рупи, звездама или тамном ореолу. Морате да покренете софистицирани модел да бисте могли да откријете шта је то. Што више компоненти имате, модел је компликованији. "
За моделирање М87, Гебхардт и Тхомас користили су један од најмоћнијих свјетских суперрачунара, систем Лонестар на Универзитету у Тексасу у Тексасовом напредном рачунарском центру у Тексасу. Лонестар је Делл Линук кластер са 5.840 језгара за обраду и може обавити 62 трилијуна операција са плутајућом тачком у секунди. (Данашњи врхунски преносни рачунар има две језгре и може да обави до 10 милијарди операција са плутајућом тачком у секунди.)
Гебхардт и Јенс-ов модел М87 био је компликованији од претходних модела галаксије, јер поред моделирања његових звезда и црних рупа, он узима у обзир и „тамни хало“ галаксије, сферну област која окружује галаксију и која се протеже изван њене главне видљива структура, која садржи мистериозну "тамну материју" галаксије.
„У прошлости смо увек сматрали да је тамни ореол значајан, али нисмо имали рачунарских ресурса да бисмо га такође истражили“, рекао је Гебхардт. „Раније смо могли да користимо звезде и црне рупе. Ако бациш у мрачни ореол, постаје превише рачунато скупо, мораш ићи на суперкомпјутере. "
Резултат Лонестар-а био је маса црне рупе М87 неколико пута више од претходних модела. "То уопште нисмо очекивали", рекао је Гебхардт. Он и Јенс једноставно су желели да тестирају свој модел на „најважнијој галаксији тамо“, рекао је он.
Изузетно масиван и прикладно у близини (у астрономском погледу), М87 је била једна од првих галаксија за које се предложило да заузму централну црну рупу пре скоро три деценије. Такође поседује активно млазно светло које пуца из језгра галаксије јер се материја приближава црној рупи, омогућавајући астрономима да проучавају процес помоћу којег црне рупе привлаче материју. Сви ови фактори чине М87 „сидром за супермасивне студије црних рупа“, рекао је Гебхардт.
Ови нови резултати за М87, заједно са наговештајима других недавних студија и сопственим недавним опажањима телескопа (публикације у припреми), дају му сумњу да су све масе црних рупа за најмасовније галаксије потцењене.
Тај закључак „важан је за однос црних рупа са галаксијама“, рекао је Тхомас. „Ако промените масу црне рупе, променићете како се црна рупа односи на галаксију.“ Постоји уска веза између галаксије и њене црне рупе која је омогућила истраживачима да истраже физику како расту галаксије током космичког времена. Повећање масе црних рупа у најмасивнијим галаксијама узроковаће да се та веза преиспита.
Веће масе црних рупа у оближњим галаксијама такође би могле да разреше парадокс у вези са масама квазара - активним црним рупама у центрима екстремно удаљених галаксија, виђеним у много ранијој космичкој епохи. Квазиви сјајно сјају док се материјал спирално убацује, емитујући богато зрачење пре него што пређе хоризонт догађаја (регион изван којег ништа - чак ни светлост - не може да побегне).
„Постоји дугогодишњи проблем у томе што су масе црних рупа квазатора биле веома велике - 10 милијарди соларних маса“, рекао је Гебхардт. „Али у локалним галаксијама никада нисмо видели црне рупе које су тако велике, а ни близу. Сумња је била пре тога да се квазарске масе нису могле ", рекао је. Али „ако повећамо масу М87 два или три пута, проблем скоро да нестаје.“
Данашњи закључци базирани су на моделу, али Гебхардт је такође направио нова телескопска опажања М87 и других галаксија користећи нове моћне инструменте на Северном телескопу Близанци и Великом телескопу Европске јужне опсерваторије. Рекао је да ови подаци, који ће ускоро бити достављени на објављивање, подржавају тренутне закључке у вези са масом црних рупа на основу модела.
За будућа телескопска осматрања галактичких тамних халоса, Гебхардт напомиње да је релативно нов инструмент на Универзитету у Тексасу у Аустиновом Опсерваторију Мекдоналдса савршен. "Ако требате проучити хало да бисте добили црну рупу, нема бољег инструмента од ВИРУС-П", рекао је. Инструмент је спектрограф. Она раздваја светлост од астрономских објеката на њене компонентне таласне дужине, стварајући потпис који се може очитати како би се сазнало удаљеност објекта, брзина, кретање, температура и још много тога.
ВИРУС-П је добар за хало студије јер може да преузме спектар на веома великом подручју неба, омогућавајући астрономима да достигну веома низак ниво светлости на великим удаљеностима од центра галаксије у којој доминира тамни хало. То је прототип, створен да тестира технологију која улази у већи ВИРУС спектрограф за предстојећи експеримент тамне енергије Хобби-Еберли телескопа (ХЕТДЕКС).
Извори: ААС, Опсерваторија МцДоналд
