Attēla kredīts: ESO
Piepildot senu astronomu sapni, novērojumi ar ļoti lielu teleskopa interferometru (VLTI) ESO Paranal observatorijā (Čīle) tagad ļāva iegūt skaidru priekšstatu par melnā cauruma tiešo apkārtni aktīvās galaktikas centrā. . Jaunie rezultāti attiecas uz spirālveida galaktiku NGC 1068, kas atrodas aptuveni 50 miljonu gaismas gadu attālumā.
Tie parāda salīdzinoši siltu putekļu (apmēram 50 ° C) konfigurāciju, kas ir 11 gaismas gadu šķērsgriezumā un 7 gaismas gadu biezumā, ar iekšējo karstāko zonu (500 ° C), aptuveni 2 gaismas gadu platumu.
Šie attēlveidošanas un spektrālie novērojumi apstiprina pašreizējo teoriju, ka melnie caurumi aktīvo galaktiku centros ir iestiprināti biezā donuka formas gāzes un putekļu struktūrā, ko sauc par “toru”.
Starptautiskajai astronomu komandai [2], kas bija pirmais šāda veida ekstragalaktiska objekta objekts, izmantojot ilgtermiņa sākotnējo infrasarkano staru interferometriju, VLTI laboratorijā izmantoja jauno MIDI instrumentu. Tas tika izstrādāts un izgatavots sadarbībā starp Vācijas, Nīderlandes un Francijas pētniecības institūtiem [3].
Apvienojot divu 8,2 m VLT vienības teleskopu gaismu attiecīgi divos novērošanas braucienos 2003. gada jūnijā un novembrī, tika sasniegta maksimālā izšķirtspēja 0,013 loka, kas atbilst aptuveni 3 gaismas gadiem NGC 1068 attālumā. tika iegūts šīs galaktikas centrālais reģions, kas norāda, ka sakarsētajiem putekļiem, iespējams, ir alumīnijsilikāta sastāvs.
Jaunie rezultāti tiek publicēti zinātniskajā rakstā, kas parādījās 2004. gada 6. maija starptautiskā pētījumu žurnāla Nature numurā.
NGC 1068 - tipiska aktīva galaktika
Aktīvās galaktikas ir vieni no visievērojamākajiem objektiem debesīs. Viņu kompaktie kodoli (AGN = Active Galaxy Nuclei) ir tik gaiši, ka tie var apdzīt visu galaktiku; “Kvazāri” ir šīs parādības ārkārtējie gadījumi. Šie kosmiskie objekti parāda daudzus interesantus novērošanas parametrus visā elektromagnētiskajā spektrā, sākot ar radio un beidzot ar rentgena starojumu.
Tagad ir daudz pierādījumu tam, ka šo darbību galvenā spēkstacija ir radusies supermasīvos melnos caurumos, kuru masa ir līdz tūkstošiem miljonu reižu lielāka par mūsu Saules masu, sk. piemēram, ESO PR 04/01. Tam, kas atrodas Piena Ceļa galaktikā, ir tikai aptuveni 3 miljoni saules masu, sk. ESO PR 17/02. Tiek uzskatīts, ka melnais caurums tiek padots no cieši ievainota gāzes un putekļu iesūkšanas diska, kas to apņem. Materiāls, kas nokrīt uz šādiem melnajiem caurumiem, tiks saspiests un uzkarsēts līdz milzīgai temperatūrai. Šī karstā gāze izstaro milzīgu gaismas daudzumu, liekot aktīvajam galaktikas kodolam tik spilgti spīdēt.
NGC 1068 (pazīstams arī kā Mesjē 77) ir viena no spilgtākajām un tuvāk esošajām aktīvajām galaktikām. Atrodas Cetus zvaigznājā (The Whale) aptuveni 50 miljonu gaismas gadu attālumā, tā izskatās kā diezgan normāla spirālveida galaktika. Šīs galaktikas kodols tomēr ir ļoti gaišs ne tikai optiskajā, bet arī ultravioletajā un rentgena gaismā. Lai ņemtu vērā kodolenerģijas darbību NGC 1068, ir nepieciešams melnais caurums, kura masa ir ekvivalenta apmēram 100 miljoniem reižu no mūsu Saules masas.
VLTI novērojumi
Naktīs no 2003. gada 14. līdz 16. jūnijam Eiropas astronomu komanda [2] veica pirmo novērojumu sēriju, lai pārbaudītu nesen uzstādītā MIDI instrumenta zinātnisko potenciālu VLTI. Viņi pētīja arī aktīvo galaktiku NGC 1068. Jau šajā pirmajā mēģinājumā bija iespējams redzēt detaļas netālu no šī objekta centra, sk. ESO PR 17/03.
MIDI ir jutīgs pret gaismu, kuras viļņa garums ir tuvu 10 m, t.i., vidējā infrasarkanā spektra apgabalā (“termiskais infrasarkanais”). Ar attālumu starp ieguldāmajiem teleskopiem (“bāzes līnijām”) līdz 200 m, MIDI var sasniegt maksimālo leņķisko izšķirtspēju (attēla asumu) aptuveni 0,01 loka. Vienlīdz svarīgi, apvienojot divu 8,2 m VLT vienības teleskopu gaismas starus, MIDI tagad pirmo reizi ļauj veikt salīdzinoši vāju priekšmetu infrasarkano staru interferometriju ārpus mūsu pašu galaktikas, Piena ceļa.
Ar augsto jutību pret termisko starojumu, MIDI ir ideāli piemērots materiālu izpētei ļoti aizēnotajos reģionos netālu no centrālā melnā cauruma, un tos silda ultravioletais un optiskais starojums. Pēc tam putekļu graudu absorbētā enerģija tiek atkārtoti izstarota pie lielākiem viļņu garumiem termiskā infrasarkanā spektra apgabalā no 5 līdz 100 μm.
Centrālais reģions NGC 1068
Papildu interferometriski novērojumi tika nodrošināti 2003. gada novembrī ar bāzes līniju 42 m. Pēc rūpīgas visu datu analīzes sasniegtā telpiskā izšķirtspēja (attēla asums) un detalizētie spektri ļāva astronomiem izpētīt NGC 1068 centrālā reģiona struktūru.
Tie atklāj visdziļāko, salīdzinoši “karsto” putekļu mākoni, kas ir uzkarsēts līdz aptuveni 500 ° C un kura diametrs ir vienāds ar vai mazāks par sasniegto attēla asumu, t.i., apmēram 3 gaismas gadus. To ieskauj vēsāks, putekļains reģions, kura temperatūra ir aptuveni 50 ° C, mērot 11 gaismas gadus šķērsgriezumā un apmēram 7 gaismas gadus biezu. Tas, visticamāk, ir prognozētais centrālais, diska formas mākonis, kas rotē ap melno caurumu.
Novērotās struktūras salīdzināmajam biezumam (biezums ir ~ 65% no diametra) ir īpaša nozīme tajā ziņā, ka tas var palikt stabils tikai tad, ja tiek pakļauts nepārtrauktai kustības (“kinētiskās”) enerģijas injekcijai. Tomēr neviens no pašreizējiem aktīvo galaktiku centrālo reģionu modeļiem nesniedz pārliecinošu izskaidrojumu.
MIDI spektri, kas aptver viļņu garuma intervālu no 8 - 13,5? M, sniedz arī informāciju par iespējamo putekļu graudu sastāvu. Visticamākā sastāvdaļa ir kalcija alumīnija silikāts (Ca2Al2SiO7), sugas ar augstu temperatūru, kas sastopama arī dažu super gigantu zvaigžņu ārējā atmosfērā. Tomēr šie eksperimentālie novērojumi nevar pilnībā izslēgt cita veida olīvu nesaturošu putekļu veidošanos.
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
