Kuvaluotto: ESO
Täyttämällä vanha unelma tähtitieteilijöistä, havainnot ESO Paranal Observatoryn (Chile) erittäin suurella teleskooppinterferometrillä (VLTI) ovat nyt mahdollistaneet selkeän kuvan aktiivisen galaksin keskellä olevan mustan aukon välittömästä ympäristöstä. . Uudet tulokset koskevat spiraaligalaksia NGC 1068, joka sijaitsee noin 50 miljoonan valovuoden päässä.
Ne osoittavat suhteellisen lämpimän pölyn kokoonpanon (noin 50 ° C), joka on mitoitettu 11 valovuotta ja 7 valovuotta paksu, sisäisen, kuumin alueen (500 ° C) ollessa noin 2 valovuotta.
Nämä kuvantamis- ja spektrihavainnot vahvistavat nykyisen teorian, jonka mukaan aktiivisten galaksien keskuksissa olevat mustat aukot ovat paksuun donitsin muotoiseen kaasun ja pölyn rakenteeseen, jota kutsutaan ”torukseksi”.
Tähän suihkututkimukseen, joka on ensimmäinen laatuaan oleva galaktinen esine pitkäaikaisen infrapunainterferometrian avulla, kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä [2] käytti uutta MIDI-instrumenttia VLTI-laboratoriossa. Se on suunniteltu ja rakennettu yhteistyössä saksalaisten, hollantilaisten ja ranskalaisten tutkimuslaitosten kanssa [3].
Yhdistämällä kahden 8,2 m: n VLT-yksikköteleskoopin valo kahden vastaavan havaintoajon aikana kesäkuussa 2003 ja vastaavasti marraskuussa 2003, saavutettiin maksimiarvo 0,013 kaarisekuntia, mikä vastaa noin 3 valovuotta NGC 1068: n etäisyydellä. saatiin tämän galaksin keskialue, joka osoittaa, että lämmitetty pöly on luultavasti alumiinisilikaattikoostumusta.
Uudet tulokset julkaistaan tutkimusasiakirjassa, joka ilmestyy 6. toukokuuta 2004 ilmestyvän kansainvälisen Nature-lehden numerossa.
NGC 1068 - tyypillinen aktiivinen galaksi
Aktiiviset galaksit ovat yksi taivaan upeimmista esineistä. Heidän pienikokoiset ytimensä (AGN = Active Galaxy Nuclei) ovat niin valoisia, että ne voivat ohittaa koko galaksin; ”Kvaasarit” ovat äärimmäisiä tapauksia tästä ilmiöstä. Näillä kosmisilla esineillä on monia mielenkiintoisia havainnointiominaisuuksia koko sähkömagneettisella spektrillä, radiosta röntgensäteilyyn.
Nyt on paljon näyttöä siitä, että näiden toimintojen perimmäinen voimalaitos on peräisin supermassiivisista mustista reikistä, joiden massa on jopa tuhansia miljoonia kertoja aurinkomme massasta, vrt. esimerkiksi ESO PR 04/01. Linnunradan galaksin galaksilla on vain noin 3 miljoonaa aurinkomassoa, vrt. ESO PR 17/02. Mustan aukon uskotaan syövän sitä tiiviisti haavoittuneesta kaasua ja pölyä ympäröivästä kaasusta. Materiaali, joka putoaa kohti sellaisia mustia reikiä, puristetaan ja kuumennetaan valtavaan lämpötilaan. Tämä kuuma kaasu säteilee valtavan määrän valoa, aiheuttaen aktiivisen galaksin ytimen loistavan niin kirkkaasti.
NGC 1068 (tunnetaan myös nimellä Messier 77) on kirkkaimpia ja läheisimpiä aktiivisia galakseja. Sijaitsee Cetus-tähdistössä (Valaassa) noin 50 miljoonan valovuoden etäisyydellä, ja näyttää siltä, että se on melko normaali, estetty kierteinen galaksi. Tämän galaksin ydin on kuitenkin erittäin valoisa, ei vain optisessa, vaan myös ultravioletti- ja röntgenvalossa. NGC 1068: n ydintoiminnan huomioon ottamiseksi vaaditaan musta aukko, jonka massa vastaa noin 100 miljoonaa kertaa aurinkomme massaa.
VLTI: n havainnot
Yöllä 14.-16. Kesäkuuta 2003 eurooppalaisten tähtitieteilijöiden ryhmä [2] suoritti ensimmäisen havaintasarjan tarkistaakseen äskettäin asennetun MIDI-laitteen tieteellisen potentiaalin VLTI: llä. He tutkivat myös aktiivista galaksia NGC 1068. Jo tällä ensimmäisellä yrityksellä oli mahdollista nähdä yksityiskohtia lähellä kohteen keskustaa, vrt. ESO PR 17/03.
MIDI on herkkä valolle, jonka aallonpituus on lähellä 10 um, ts. Keski-infrapunaspektrialueella (”terminen infrapuna”). Kun osallistuvien kaukoputkien (”perusviivojen”) etäisyys on enintään 200 m, MIDI voi saavuttaa maksimikulman resoluution (kuvan terävyyden) noin 0,01 kaarisekuntia. Yhtä tärkeää on, että yhdistämällä kahden 8,2 m: n VLT-yksikköteleskoopin valonsäteet MIDI mahdollistaa nyt ensimmäistä kertaa infrapunainterferometrian suorittamisen suhteellisen heikoille kohteille oman galaksiamme, Linnunradan ulkopuolella.
Koska MIDI on erittäin herkkä lämpö säteilylle, se soveltuu erinomaisesti materiaalien tutkimiseen erittäin hämärtyneillä alueilla lähellä keskimmäistä mustaa reikää ja sitä lämmitetään sen ultravioletti- ja optisella säteilyllä. Pölyrakeiden absorboima energia säteilytetään sitten uudelleen pitemmillä aallonpituuksilla termisen infrapunaspektrin alueella välillä 5 - 100 um.
Keskeinen alue NGC 1068: ssa
Lisäinterferometriset havainnot varmistettiin marraskuussa 2003 lähtöviivalla 42 m. Kaikkien tietojen huolellisen analysoinnin jälkeen saavutettu alueellinen resoluutio (kuvan terävyys) ja yksityiskohtaiset spektrit ovat antaneet astronomille mahdollisuuden tutkia NGC 1068: n keskusalueen rakennetta.
Ne havaitsevat sisimmän, verrattain ”kuuman” pölypilven, joka on lämmitetty noin 500 ° C: seen ja jonka halkaisija on yhtä suuri tai pienempi kuin saavutettu kuvan terävyys, ts. Noin 3 valovuotta. Sitä ympäröi viileämpi, pölyinen alue, jonka lämpötila on noin 50 ºC, ja se on mitoitettu 11 valovuotta ja paksu noin 7 valovuotta. Tämä on todennäköisesti ennustettu keskilevyn muotoinen pilvi, joka pyörii mustan aukon ympärillä.
Havaitun rakenteen vertailevalla paksuudella (paksuus on ~ 65% halkaisijasta) on erityisen merkitys sille, että se voi pysyä vakaana vain, jos siihen kohdistetaan jatkuvaa liikettä ("kineettistä") energiaa. Mikään nykyisistä aktiivisten galaksien keskusalueiden malleista ei kuitenkaan anna vakuuttavaa selitystä tähän.
MIDI-spektrit, jotka kattavat aallonpituusvälin 8 - 13,5 um, tarjoavat myös tietoa pölyrakeiden mahdollisesta koostumuksesta. Todennäköisin ainesosa on kalsiumalumiinisilikaatti (Ca2Al2SiO7), korkean lämpötilan laji, jota esiintyy myös joidenkin super-jättiläisten ulkokehässä. Nämä pilottihavainnot eivät silti voi lopullisesti sulkea pois muun tyyppistä ei-oliviinipölyä.
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
