În anii '70, oamenii de știință au confirmat că emisiile radio provenite din centrul galaxiei noastre s-au datorat prezenței unui Gura Neagră Supermasivă (SMBH). Situată la aproximativ 26.000 de ani-lumină de Pământ, între constelația Săgetător și Scorpius, această caracteristică a devenit cunoscută sub numele de Săgetătorul A *. De atunci, astronomii au înțeles că cele mai multe galaxii masive au un SMBH în centrul lor.
Mai mult decât atât, astronomii au aflat că găurile negre din aceste galaxii sunt înconjurate de torentele rotative masive de praf și gaz, ceea ce reprezintă energia pe care o pun. Cu toate acestea, abia de curând, o echipă de astronomi, care folosea Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), a reușit să surprindă o imagine a torsului cu gaz praf rotativ în jurul găurii negre super-masive a M77.
Studiul care detaliază rezultatele lor a apărut recent în documentul Scrisori de jurnal astronomic sub titlul „ALMA dezvăluie un torom molecular neomogen rotativ dens rotativ la nucleul NGC 1068“. Studiul a fost realizat de o echipă de cercetători japonezi de la Observatorul Astronomic Național al Japoniei - condus de Masatoshi Imanishi - cu asistența Universității Kagoshima.
La fel ca majoritatea galaxiilor masive, M77 are un nucleu galactic activ (AGN), în care se acumulează praf și gaz pe SMBH-ul său, ceea ce duce la o luminozitate mai mare decât cea normală. De ceva timp, astronomii s-au încurcat asupra relației curioase care există între SMBH-uri și galaxii. În timp ce galaxiile mai masive au SMBH-uri mai mari, galaxiile gazdă sunt încă de 10 miliarde de ori mai mari decât gaura lor neagră centrală.
Acest lucru ridică în mod natural întrebări cu privire la modul în care două obiecte cu scale foarte diferite s-ar putea afecta direct reciproc. Drept urmare, astronomii au căutat să studieze AGN pentru a determina modul în care evoluează galaxiile și găurile negre. De dragul studiului lor, echipa a realizat observații de înaltă rezoluție a regiunii centrale a M77, o galaxie spirală împiedicată situată la aproximativ 47 de milioane de ani lumină de Pământ.
Folosind ALMA, echipa a imaginat zona din jurul centrului M77 și a reușit să rezolve o structură gazoasă compactă cu o rază de 20 de ani-lumină. Așa cum era de așteptat, echipa a descoperit că structura compactă se rotea în jurul găurii negre centrale a galaxiilor. După cum a explicat Masatoshi Imanishi într-un comunicat de presă ALMA:
„Pentru a interpreta diverse caracteristici observaționale ale AGN-urilor, astronomii au presupus că rotesc structuri asemănătoare cu gogoașa de gaz praf în jurul găurilor negre supermasive active. Acesta este denumit „modelul unificat” al AGN. Cu toate acestea, gogoasa gazoasă prăfuită are aspect foarte mic. Cu rezoluția înaltă de ALMA, acum putem vedea direct structura. "
În trecut, astronomii au observat centrul M77, dar nimeni nu a reușit să rezolve torsul rotativ din centrul său până în prezent. Acest lucru a fost posibil datorită rezoluției superioare a ALMA, precum și selectării liniilor de emisii moleculare. Aceste linii de emisii includ cianură de hidrogen (HCN) și ioni de formil (HCO +), care emit microunde doar în gaz dens și monoxid de carbon - care emite microunde în diferite condiții.
Observațiile acestor linii de emisie au confirmat o altă predicție făcută de echipă, care a fost aceea că torusul va fi foarte dens. „Observațiile anterioare au relevat alungirea est-vest a torusului gazos prăfuit”, a spus Imaniși. „Dinamica dezvăluită din datele noastre ALMA este în concordanță exact cu orientarea de rotație preconizată a torusului.”
Cu toate acestea, observațiile lor au indicat și faptul că distribuția gazului în jurul unui SMBH este mai complicată decât ceea ce sugerează un simplu model unificat. Conform acestui model, rotația torusului ar urma gravității găurii negre; dar ceea ce Imanishi și echipa sa au găsit au indicat că gazul și praful din torus prezintă și semne de mișcare extrem de aleatoare.
Acestea ar putea fi un indiciu că AGN din centrul M77 a avut o istorie violentă, care ar putea include fuziunea cu o galaxie mică în trecut. Pe scurt, observațiile echipei indică faptul că fuziunile galactice pot avea un impact semnificativ asupra modului de comportare și comportare a AGN-urilor. În acest sens, observațiile lor despre torul M77s oferă deja indicii cu privire la istoria și evoluția galaxiei.
Studiul SMBHs, deși intensiv, este, de asemenea, foarte provocator. Pe de o parte, cel mai apropiat SMBH (Sagitarrius A *) este relativ liniștit, doar o cantitate mică de gaz se acumulează pe el. În același timp, este localizat în centrul galaxiei noastre, unde este întunecat prin intervenția de praf, gaz și stele. Ca atare, astronomii sunt nevoiți să se uite la alte galaxii pentru a studia modul în care coexistă SMBH-urile și galaxiile lor.
Și datorită deceniilor de studii și îmbunătățirii instrumentației, oamenii de știință încep să înțeleagă clar aceste regiuni misterioase pentru prima dată. Prin posibilitatea de a le studia în detaliu, astronomii obțin, de asemenea, informații valoroase despre modul în care astfel de găuri negre masive și structurile lor inelate ar putea coexista cu galaxiile lor în timp.
