Radioteleskop VLA został przypadkowo odkryty w galaktyce Cygnus A, pierwszej galaktyce radiowej w historii astronomii, drugiej supermasywnej czarnej dziurze, która była ukrywana przed naukowcami od ponad 20 lat, zgodnie z artykułem przyjętym do publikacji w Astrophysical Journal.
„Pierwsze zdjęcia tej galaktyki wykonane przez VLA w 1980 roku stały się znakiem rozpoznawczym radioastronomii i jej możliwości. Kiedy teleskop został zaktualizowany w 2012 roku, chcieliśmy uzyskać nowe zdjęcia tego obiektu. Ku naszemu zdziwieniu, nagle znaleźliśmy obiekt w centrum galaktyki, którego brakowało na wszystkich starych zdjęciach”- mówi Rick Perley z US National Radio Astronomy Observatory w Socorro.
Galaxy Swan A, czyli 3C 405, jest pierwszą znaną ludzkości „galaktyką radiową” - gigantyczną rodziną gwiazd, których nie możemy zobaczyć w zakresie optycznym ze względu na dużą odległość między nimi a Drogą Mleczną, ale można je zobaczyć dzięki ich potężnej emisji radiowej. Na przykład łabędź A generuje mniej więcej taką samą ilość energii na sekundę, jaką może emitować około 260 miliardów słońc.
Źródłem tego promieniowania, jak pokazują obserwacje Cygnusa A jeszcze w późnych latach siedemdziesiątych, są supermocne kwazary - aktywne czarne dziury w centrach radiogalaktyk, wyrzucające część „przeżutej” przez nie materii do ośrodka międzygalaktycznego w postaci cienkich wiązek superogrzanej materii przyspieszonej do prędkości bliskiej światła. Te wiązki, tak zwane dżety, świecą jasno w zasięgu radiowym i można je łatwo zobaczyć na zdjęciach galaktyk po ich jasnych i długich „ogonach”.
Zdjęcie dwóch czarnych dziur w centrum galaktyki Cygnus A. Zdjęcie: Perley, et al., NRAO / AUI / NSF
Prowadząc rutynowe obserwacje Cygnusa A po aktualizacji VLA w listopadzie 2016 roku, Perley i jego koledzy zauważyli, że zdjęcia rdzenia 3C 405 pokazują nie jedną, ale dwie pary takich „ogonów”. Jeden z nich odpowiadał czarnej dziurze, którą astronomowie widzieli w latach 70. i 80. XX wieku, a drugi, znajdujący się w odległości około 1500 lat świetlnych, był nowym i wcześniej nieznanym obiektem.
To odkrycie wzbudziło zainteresowanie naukowców, którzy prześledzili tajemniczą strukturę Łabędzia A za pomocą innych teleskopów, które mogą zobaczyć tę galaktykę w pozostałym zakresie widma elektromagnetycznego. Obserwacje te potwierdziły, że „niezidentyfikowany obiekt” naprawdę istnieje i zawęziły listę możliwych wariantów jego pochodzenia do dwóch rzeczy - wybuchu i pozostałości potężnej supernowej lub innej supermasywnej czarnej dziury, która niedawno „obudziła się” i zaczęła zjadać otaczający ją gaz i pył.
Jak zauważają naukowcy, nadal nie można powiedzieć, która z tych opcji jest bliższa prawdy - siła luminescencji obiektu Cygnus A2 i jego charakterystyka widmowa w zasadzie mieszczą się w wartościach dopuszczalnych zarówno dla supernowych, jak i czarnych dziur, które zaczęły absorbować materię.
Film promocyjny:
Ogólnie jednak zespół Purleya skłania się ku czarnej dziurze, ponieważ supernowe tego typu, generujące potężne i długotrwałe rozbłyski gamma i promienie radiowe, są niezwykle rzadkie. Naukowcy mają nadzieję, że dalsze obserwacje 3C 405 pomogą zrozumieć, czy tak jest, czy nie.
Jeśli Łabędź A2 jest rzeczywiście czarną dziurą, wówczas naukowcy będą mieli wyjątkową okazję prześledzenia „budzącego się” kwazara i zrozumienia, jak okresy ich aktywności i „hibernacji” wpływają na ewolucję galaktyk oraz jak pojawienie się drugiej supermasywnej czarnej dziury może wpłynąć na zachowanie takiej kosmicznej „Heavyweights”.