Astronomové použili vesmírný dalekohled Jamese Webba k pozorování centrální oblasti galaxie Circus, relativně blízké aktivní galaxie nacházející se 13 milionů světelných let daleko. Nová data ukazují, že supermasivní černá díra v jádru galaxie primárně spotřebovává okolní prach a plyn, spíše než aby je vypuzovala v proudech, jak se dříve myslelo. Tento objev zpochybňuje stávající modely fungování aktivních galaktických jader a demonstruje schopnosti špičkového Webbova přístrojového vybavení.
Odhalení skrytého jádra
Galaxie Circus, katalogizovaná jako ESO 97-G13, dlouho přitahovala pozornost výzkumníků díky svým hustým, zakrývajícím oblakům plynu a prachu. Pro pozemské dalekohledy bylo obtížné proniknout tímto závojem, což ztěžovalo podrobné studium centrální černé díry. Webb tuto překážku překonal pomocí specializovaného vysoce kontrastního režimu zvaného aperture maskovací interferometr, který kombinuje světlo skrz malé otvory a vytváří interferenční obrazce.
Tato technika efektivně proměnila Webba v miniaturní interferometr a vytvořila jasný obraz centrálního mechanismu galaxie. Analýza ukázala, že většina infračerveného záření pochází z toroidní struktury prachu napájejícího černou díru, spíše než z materiálu proudícího ven.
Jak rostou černé díry
Supermasivní černé díry rostou konzumací okolní hmoty. Tato hmota se hromadí v toroidu kolem černé díry a vytváří rotující akreční disk. Tření uvnitř tohoto disku jej zahřívá a způsobuje intenzivní záření, včetně infračerveného světla. Nová data od Webba potvrzují, že hlavním zdrojem infračerveného záření v blízkosti jádra galaxie Circus je vnitřek tohoto prašného toroidu, což vyvrací předchozí domněnky o dominanci emisí.
“Je to poprvé, co byl Webbův vysoce kontrastní režim použit ke studiu extragalaktického zdroje,” řekl Dr. Julien Girard z Space Telescope Science Institute.
Důsledky pro budoucí výzkum
Tento průlom otevírá cestu k podrobnějším studiím černých děr v jiných galaxiích. Aplikací Webbova vysoce kontrastního režimu na další objekty mohou astronomové vytvořit úplnější katalog emisních vzorů, aby mohli určit, zda je chování galaxie Circus typické nebo výjimečné. Statistické vzorkování černých děr je potřeba k pochopení vztahu mezi akrečními disky, vyvržením a celkovou silou těchto objektů.
Výsledky publikované v časopise Nature Communications demonstrují rostoucí potenciál interferometrických technik ve vesmírné astronomii. Dalšími plánovanými pozorováními Webb posouvá hranice naší schopnosti vidět do nejskrytějších zákoutí vesmíru. Tým doufá, že rozšíří vzorek na několik desítek černých děr.
Nakonec tento výzkum poskytuje jasnější pochopení mechaniky černých děr a zdůrazňuje transformační sílu nových pozorovacích nástrojů v astrofyzice.
