Mała, pobliska galaktyka zwana Segue 1 ujawniła zaskakujący sekret: supermasywną czarną dziurę ukrywającą się w jej centrum. Odkrycie to jest znaczące, ponieważ wskazuje, że czarne dziury mogą odgrywać bardziej znaczącą rolę w powstawaniu galaktyk i obserwacjach ciemnej materii, niż wcześniej sądzono.
Nieoczekiwane znalezisko
Segue 1 to galaktyka karłowata, niezwykle mały i słaby satelita naszej Drogi Mlecznej. Zawiera tylko około 1000 gwiazd – to niewielka liczba w porównaniu z setkami miliardów gwiazd w Drodze Mlecznej. Naukowcy początkowo wierzyli, że niska gęstość gwiazd i stabilność grawitacyjna Segue 1 wynikają z obecności dużej ilości ciemnej materii – tajemniczej, niewidzialnej substancji, która wywiera efekt grawitacyjny, ale nie wchodzi w interakcję ze światłem.
Ponowne przemyślenie roli ciemnej materii
Przeważała teoria, że małe galaktyki, takie jak Segue 1, potrzebują dodatkowej grawitacji zapewnianej przez ciemną materię, aby utrzymać się razem. Jednak najnowsze symulacje komputerowe opracowane przez Nathaniela Lujána i jego współpracowników z Uniwersytetu Teksasu w San Antonio podają w wątpliwość to założenie. Ich modele zostały zaprojektowane w celu przetestowania roli ciemnej materii w Segue 1, ale konsekwentnie nie zapewniały dobrego dopasowania do obserwowanych danych.
„Przejrzałem setki tysięcy modeli i nie mogłem znaleźć żadnego, który by pasował” – mówi Lujan. „I w końcu zdecydowałem się poeksperymentować z masą czarnej dziury i nagle wszystko zaczęło działać.”
Symulacje, które naprawdę pokrywały się z obserwacjami, obejmowały czarną dziurę o zdumiewającej masie — około 450 000 mas naszego Słońca. To naprawdę ogromna czarna dziura jak na tak małą galaktykę, przekraczająca masę wszystkich jej gwiazd razem wziętych.
Szybki rozwój czarnej dziury
Odkrycie to jest szczególnie zagadkowe, biorąc pod uwagę wiek gwiazd Segue 1. Powstały stosunkowo szybko, zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu – to niewiarygodnie krótki czas, jak na czarną dziurę tej wielkości, aby urosnąć do tak kolosalnej masy. Ponadto przyciąganie grawitacyjne Drogi Mlecznej prawdopodobnie pozbawiło czarną dziurę większości gazu i pyłu, które mogły ją zasilać we wczesnych stadiach.
Implikacje dla powstawania galaktyk
Odkrycie to rodzi nowe pytania dotyczące sposobu powstawania i ewolucji galaktyk i czarnych dziur. Wskazuje:
- Więcej czarnych dziur niż sądzono: Może to oznaczać, że supermasywne czarne dziury występują częściej we wczesnym Wszechświecie, niż wcześniej sądzono.
- Ponowna ocena roli ciemnej materii: Jeśli więcej galaktyk karłowatych kryje w sobie tak masywne czarne dziury, mogłyby one znacząco przyczynić się do sił grawitacyjnych przypisywanych obecnie ciemnej materii.
Chociaż Segue 1 dostarcza przekonujących dowodów, ważne jest ustalenie, czy jest typowa dla innych galaktyk karłowatych. Społeczność naukowa musi teraz poświęcić wysiłki poszukiwaniu innych supermasywnych czarnych dziur w małych galaktykach, aby udoskonalić naszą wiedzę na temat podstawowych składników Wszechświata. Odkrycie to podkreśla, że nasza wiedza na temat ciemnej materii i powstawania galaktyk wciąż ewoluuje, a nieoczekiwane odkrycia mogą radykalnie zmienić nasze modele.
To prawdopodobnie oznacza, że istnieje więcej supermasywnych czarnych dziur, niż sądziliśmy.
