Nedavno su astronomi koristeći Hubble teleskop identifikovali izvor misteriozne plave svetlosti koja okružuje supermasivnu crnu rupu u susednoj galaksiji Andromeda (M31). Iako je priroda ove neobične svetlosti zaokupljala pažnju astronoma više od deset godina, novo otkriće čini ovu priču još neverovatnijom.
Plava svetlost dolazi od diska veoma vrućih, mladih zvezda. Ove zvezde se vrtoglavom brzinom okreću oko crne rupe, na način sličan onom na koji se planete našeg Sunčevog sistema vrte oko Sunca. Astronomi su zatečeni činjenicom da se ovaj disk zvezda koji oblikom podseća na palačinku formirao tako blizu ove džinovske crne rupe, upravo tamo gde nikako ne bi mogao da bude. Ogromna količina gravitacione energije crne rupe inače je u stanju da cepa materiju i ne dozvoljava gasovima i prašini da se sažmu i formiraju zvezde. Posmatranja jezgra ove galaksije mogla bi da astronomima daju nagoveštaj o prirodi aktivnosti jezgara mnogo udaljenijih sličnih galaksija.
Pronalaskom diska mladih zvezda astronomi su, prema njihovim rečima, osigurali nepokolebljive dokaze postojanja džinovske crne rupe. Ovi dokazi pomogli su naučnicima da konačno odbace sve alternativne teorije o postojanju «tamne materije» u jezgru galaksije Andromeda i potvrde dugogodišnje sumnje da se radi o crnoj rupi.
«Posmatrati ove zvezde je isto kao posmatrati mađioničara kako izvlači zeca iz šešira – videli ste i znate da ga je izvadio ali ne znate kako je to učinio», kaže Tod R. Lauer iz Nacionalne Optičke Astronomske Opservatorije u mestu Tucson u Arizoni. On i tim astronoma koje predvode Ralf Bender sa Max Planck Instituta za vanzemaljsku fiziku u mestu Garching u Nemačkoj i John Kormendy sa Teksas Univerziteta u Austinu vršili su ova posmatranja a njihovi rezultati objavljeni su u Astrofizičkom Žurnalu 20. Septembra 2005. godine.
Kratku animaciju koja prikazuje kako u suštini ova dve prstena izgledaju možete pogledati u Quicktime ili u Mpeg formatu.
Pronalazak neobične plave svetlosti
Ivan R. King sa Univerziteta u Vašingtonu je sa svojim kolegama prvi uočio neobičnu plavu svetlost 1995. godine koristeći Hubble teleskop. Mislio je da svetlost najverovatnije dolazi od jedne vruće plave zvezde ili možda od nekog egzotičnog i nama nepoznatog energetskog procesa. Tri godine kasnije, Lauer i Sandra Faber sa Univerziteta u Kaliforniji ponovo su koristili Hubble teleskop kako bi studirali prirodu plave svetlosti koja je dolazila iz jezgra galaksije Andromeda. Njihova posmatranja pokazala su da se radi o grupi plavih zvezda.
Najnovija spektroskopska osmatranja vršena STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) uređajem smeštenim na Hubble teleskopu otkrivaju da je plava Hubble teleskop.
Astronomi su također koristili STIS uređaj kako bi izmerili brzinu kretanja ovih zvezda. Podatke o brzini njihovog kretanja dobili su računajući koliko mnogo su njihovi svetlosni talasi rastegnuti i sažeti kretanjem oko crne rupe. Zarobljene silnom gravitacionom energijom crne rupe ove zvezde kreću se veoma velikom brzinom od oko 3,6 miliona kilometara na čas (oko 1000 kilometara u sekundi). Kreću se toliko brzo da bi im trebalo 40 sekundi da obiđu Zemlju ili 6 minuta da stignu do Meseca. Najbrže od njih kompletiraju svoju orbitu oko crne rupe za 100 godina.
Jezgro galaksije Andromeda verovatno je i u prošlosti proizvodilo slične diskove zvezda i šanse su da će da nastavi da ih proizvodi i ubuduće. Plave zvezde koje sačinjavaju ovaj disk toliko su mlade da je malo verovatno da se kroz 12 milijardi dugo postojanje galaksije Andromeda one pojave upravo sada. Ova činjenica ukazuje na postojanje mehanizma koji je formirao ovakve zvezdane diskove u prošlosti i koji će najverovatnije da ih stvara i ubuduće. Međutim, na koji način se ovakav disk formira ostaje misterija.
svetlost sačinjena od više od 400 mladih zvezda koje su nastale pre otprilike 200 miliona godina. Ove zvezde gusto su raspoređene u disk koji je širok samo jednu svetlosnu godinu. Ovaj disk mladih zvezda ugnezdio se unutar eliptičnog prstena starijih, hladnijih, crvenih zvezda koje su otkrivene tokom ranijih osmatranja koristeći
Pored otkrića diska plavih zvezda u galaksiji Andromeda, astronomi su iskoristili ovaj pogled izbliza da nepobitno dokažu kako ova galaksija u svom centru sadrži crnu rupu. Tokom nezavisnih istraživanja sa zemlje 1988. godine John Kormendy, Alan Dressler i Douglas Richstone sa kolegama otkrili su centralni tamni objekat u galaksiji Andromeda za koji su verovali da je ustvari supermasivna crna rupa. Ovo je bio prvi od četrdesetak slučajeva otkrivanja crnih rupa, većinom uz pomoć Hubble teleskopa. Međutim, njihova osmatranja nisu uspela da u potpunosti dokažu da se radi isključivo o crnim rupama i da isključe ostala, egzotična i manje verovatna objašnjenja.
Osmatranja galaksije Andromeda uz pomoć STIS uređaja toliko su precizna da su astronomi u potpunosti eliminisali sve druge mogućnosti i objašnjenja šta bi ustvari ovaj tamni objekat u jezgru galaksije mogao biti. Izračunali su i masu ove crne rupe. Njena masa je 140 miliona puta od mase koju ima naše Sunce i tri puta je veća nego što se do sada pretpostavljalo.
Do današnjeg dana, verovanje u postojanje tamnih grozdova u centru galaksija uspešno je eliminisano samo u dve galaksije, NGC 4258 i u našoj galaksiji, Mlečnom Putu. Ove dve galaksije pružaju nepobitne dokaze da crne rupe postoje, ali obe su specijalni slučajevi. Galaksija NGC 4258 u svom centru sadrži disk vodenih MASER-a koje posmatramo radio teleskopima, a naš galaktički centar je toliko blizu da možemo da pratimo orbite pojedinih zvezda.
Andromeda je prva galaksija uz pomoć koje možemo da isključimo sve egzotične alternative u zamenu za postojanje crnih rupa koristeći Hubble teleskop uz pomoć iste tehnike kojom pronalazimo gotovo sve crne rupe.
Istraživanje crnih rupa oduvek je bila primarna misija Hubble teleskopa. Pronalazak crne rupe u središtu galaksije Andromeda je bez sumnje veoma važan deo njegovog nasleđa i sada smo ubeđeni da su i drugi tamni objekti otkriveni u drugim galaksijama također crne rupe.
Ali sada kada je dokazano da se crna rupa nalazi u središtu diska plavih zvezda, postalo je nezamislivo teško razumeti mehanizam nastanka ovih zvezda. Gas od kojeg nastaju zvezde mora da se vrti veoma brzo oko crne rupe, i to mnogo brže što je bliži crnoj rupi nego onaj što se nalazi na većoj udaljenosti od nje, tako da nastanak zvezda u tom pojasu izgleda gotovo nemoguć. A zvezde se ipak tamo nalaze.
Dvostruki nukleus
Crna rupa i diskovi zvezda nisu jedine strukture u jezgru Andromeda galaksije. Tim istraživača koje su vodili Lauer i Faber koristio je Hubble teleskop 11993.godine otkrivši da galaksija ima dvostruko zvezdano jato u svom centru. Ovaj pronalazak bio je veliko iznenađenje jer bi ovakva dva zvezdana jata trebalo da se spoje u jedno tokom samo nekoliko stotina hiljada godina. Scott Tremaine [Skot Tremein] sa Princeton [Prinston] Univerziteta rešio je ovaj problem predlažući teoriju koja kaže da je ovakav «dvostruki nukleus» ustvari prsten starih, crvenih zvezda. Ovaj prsten izgledao je, prema njegovoj teoriji, kao dva zvezdana jata zato što su astronomi mogli da vide samo zvezde na suprotnim krajevima prstena. Ovaj prsten udaljen je oko pet svetlosnih godina od crne rupe u centru i okružuje disk plavih, mladih zvezda. I prsten crvenih, starih zvezda i disk u njegovom središtu nalaze se u istoj ravni u odnosu na Zemlju što ukazuje na njihovu međusobnu povezanost.
negoiznenađeni pronalaskom plavog diska zvezda u neposrednoj blizini crne rupe, tvrde da ovakva interesantna arhitektura ne mora da bude toliko neobična. Naš Mlečni Put ima mlađe, novije zvezde u blizini crne rupe u centru naše galaksije. Izgleda neverovatno da samo dve najbliže nam galaksije mogu da se prepoznaju po ovako neobičnoj aktivnosti. Što znači da ova pojava ne mora da bude izuzetak već bi mogla da bude i pravilo među drugim galaksijama.
A već je otkriveno mnoštvo galaksija koje u svom jezgru sadrže dvostruki nukleus.
