Astronomowie korzystający ze wspólnej misji obrazowania rentgenowskiego i spektroskopii NASA/JAXA (XRISM) uzyskali bezprecedensowy wgląd w chaotyczne środowisko wokół supermasywnych czarnych dziur. Po raz pierwszy naukowcy mogą bezpośrednio zmierzyć energię kinetyczną gazu wściekle wzburzonego przez tych kosmicznych gigantów, przechodząc od obrazów statycznych do śledzenia prędkości turbulencji galaktycznych. Wyniki badania, opublikowane pod koniec stycznia 2026 r. w czasopiśmie Nature, stanowią znaczący krok w zrozumieniu, w jaki sposób czarne dziury wpływają na galaktyki macierzyste.
Zaobserwowano „Oko burzy”.
Supermasywne czarne dziury, znajdujące się w centrach większości galaktyk, wywierają ogromne przyciąganie grawitacyjne. Mieszają gaz, pył i gwiazdy, wpływając na ewolucję galaktyk na ogromną skalę. Wcześniej obserwacje rejestrowały jedynie migawki tego procesu; Zdolność XRISM do pomiaru energii promieniowania rentgenowskiego z gorącego gazu umożliwia teraz dynamiczne widzenie. Jak wyjaśnia Annie Heinrich z Uniwersytetu w Chicago: „Przed XRISM mogliśmy zobaczyć tylko zdjęcie burzy. Teraz możemy zmierzyć prędkość cyklonu”.
Kluczowe wnioski: turbulencje i wpływ na galaktyki
Badania skupiły się na dwóch kluczowych regionach: okolicach M87, pierwszej czarnej dziury, jaką kiedykolwiek sfotografowano bezpośrednio, oraz gromadzie w Perseuszu. W pobliżu M87 XRISM wykrył najsilniejszą turbulencję, jaką kiedykolwiek zaobserwowano w gromadzie galaktyk, nawet silniejszą niż zderzenia pomiędzy gromadami galaktyk. Prędkości gwałtownie spadają w miarę oddalania się od czarnej dziury, prawdopodobnie na skutek połączenia turbulencji i wychodzących fal uderzeniowych gazu.
W gromadzie w Perseuszu, najjaśniejszej gromadzie promieniowania rentgenowskiego widocznej z Ziemi, XRISM sfotografował ruch gazu zarówno w centrum, jak i dalej od niej. Pokazało to, jak czarne dziury „wypychają” gaz, tworząc prędkości, które mogą zapobiegać tworzeniu się gwiazd poprzez podgrzewanie obłoków gazu i zapobieganie ich zapadaniu się.
Dlaczego to ma znaczenie: zrozumienie ewolucji galaktycznej
Supermasywne czarne dziury nie tylko pochłaniają materię; wstrzykują do otoczenia ogromne ilości energii, wpływając na galaktyki oddalone o setki tysięcy lat świetlnych. Energia ta wpływa na powstawanie gwiazd, potencjalnie „zabijając” je poprzez wypychanie gazu potrzebnego do tworzenia gwiazd. Zdolność do pomiaru turbulencji ma zatem kluczowe znaczenie dla zrozumienia ewolucji galaktyk.
Congyao Zhang z Uniwersytetu Masaryka podkreśla, że XRISM może „niejednoznacznie rozróżnić ruchy gazu spowodowane przez czarną dziurę od tych powodowanych przez inne procesy kosmiczne”, co wcześniej było niemożliwe. Ta przejrzystość jest konieczna do dokładnego modelowania zmian galaktyk w czasie.
Przyszłe konsekwencje
XRISM będzie w dalszym ciągu gromadzić dane rentgenowskie, udoskonalając naszą wiedzę na temat związku między czarnymi dziurami i galaktykami. Według Iriny Zhuravlevej z Uniwersytetu w Chicago: „Na podstawie tego, czego dowiedzieliśmy się do tej pory, jestem pewna, że jesteśmy coraz bliżej rozwiązania niektórych z tych zagadek”. Te ciągłe badania obiecują ujawnić dalsze tajemnice najpotężniejszych silników wszechświata.
Badanie podkreśla, że zrozumienie tych burzliwych interakcji to nie tylko kwestia akademicka: ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób galaktyki powstają, ewoluują i ostatecznie kształtują kosmos.
