Ovaj članak o istraživanju provedenom Svemirskim teleskopom James Webb, objavljen je početkom kolovoza na sajtu Universe Today.
Nije ovaj tekst baš sasvim jasan, ali jest jasno to da u prilog zamisli da je polarna prašina oko aktivne galaktičke jezgre u ESO 428-G14 zagrijana udarnim valovima koje stvaraju mlazovi, a ne zračenjem iz akrecijskog diska, idu samo indicije, a ne uvjerljivi znanstveni dokazi. Vjerojatno jest tako, ali podaci kojima se raspolaže nekako nisu dovoljni da budemo i posve sigurni.
|
Priredio i prilagodio: |
Svemirski teleskop James Webb otkriva prirodu prašine oko jedne aktivne galaktičke jezgre
Supermasivne crne jame (engl. krat. SMBHs) se nalaze u središtima velikih galaktika poput naše. Ako se one aktivno hrane (Tj. ako na njih pada značajna količina plina i prašine. Prim. prev.), one proizvode više svjetla i nazivamo ih aktivnim galaktičkim jezgrama (engl. krat. AGNs). Ali što se tu točno događa je teško doznati jer su ti objekti uronjeni u velike oblaka plina (i prašine) koji ih skrivaju od naših pogleda.
Svemirski teleskopo James Webb je napravljen upravo da s time izađe na kraj!
Znanstveni rad o jednom novom istraživanju, koji je upravo objavljen u Mjesečnim vijestima Kraljevskog astronomskog društva, pruža uvid u Webbove opservacije jedne SMBH u galaktici udaljenoj od nas oko 70 milijuna svjetlosnih godina od nas. Galaktika o kojoj je riječ nosi oznaku ESO 428-G14. Webb je pronašao polarnu prašinu koja okružuje tamošnju SMBH. Ona se nalazi izvan očekivanog (ekvatorijalnog) prašinskog torusa iz kojega prašina neposredno pada na crnu jamu. Astronomi taj torus nazivaju akrecijskim diskom. Ta polarna prašina je zagrijana, ali ne zračenjem koje stiže iz usijanog akrecijskog diska, već silovitim udarnim valovima koje proizvode relativistički mlazovi. (To su mlazovi sazdani od čestica koje se gibaju brzinama bliskima brzini svjetlosti, tzv. relativističkim brzinama. Prim. prev.)
Prvi autor spomenutog znanstvenog rada je Houda Haidar, doktorandica iz Škole za matematiku, statistiku i fiziku u Newcastleu (UK). Houda i njeni kolege su članovi tima GATOS (Galactic Activity, Torus, and Outflow Survey), međunarodne istraživačke ekipe koja koristi Webba kako bi njime "provalila tajnu aktivnih galaktičkih jezgri".
"To što imamo priliku raditi s ekskluzivnim Webbovim podacima, što možemo pristupiti tim zapanjujućim fotografijama prije svih ostalih, izuzetno je uzbudljivo", kaže Houda. "Osjećam se iznimno sretnom što sam dio GATOS-ovog tima. Velika je počast surađivati s vodećim stručnjacima na ovom polju istraživanja."
Ovo je prvi pogled kojega je Webb bacio na galaktiku ESO 428-G14, ali to nipošto nije bilo općenito prvo fotografiranje toga objekta. Astronomi su tu galaktiku - jednu od tzv. Seyfertovih galaktika, kakve imaju posebno sjajne jezgre - promatrali već više desetljeća. Istraživali su je putem više teleskopa, uključujući tu i ALMA-u i Hubblea. Svi podaci dobiveni u tim opservacijama, uključeni su u ovo novo istraživanje.
Baš kao i kada su posrijedi mnogi drugi slični objekti, tako najveći izazov za promatrače i u slučaju ove AGN-e predstavlja prašina. Gusti prostrani oblaci prašine i plina kojima se hrani (supermasivna) crna jama, zaklanjaju nam pogled. U opisu Webbovog radnog mjesta jest prodrijeti pogledom kroz tu prašinu i omogućiti nam jasniji uvid u te zastrte predjele.
Četiri su glavna znanstvena područja kojima se bavi Webb, a jedno od njih je "Galaktike tijekom vremena". (Preostala tri su "Rani svemir", "Životni ciklus zvijezda" i "Drugi svjetovi". Prim. prev.) Njegovi sastavni dijelovi su proučavanje procesa koji pogone razvoj galaktika i same aktivne galaktičke jezgre.
Aktivne galaktičke jezgre mogu sa svojih polova u svemir brizgati relativističke mlazove materijala koji se ponekad protežu i preko više stotina milijuna svjetlosnih godina. ESO 428-G14 tu nije iznimka: ona s polova (supermasivne crne jame u svom središtu) odašilje mlazove koji proizvode radiovalove. Astrofizičari znaju da iza tih mlazova stoje gravitacijska i magnetska sila, ali točan mehanizam koji ih stvara još nije poznat i oni se sada intenzivno proučavaju.
Ti mlazovi bi mogli biti ključ za naše razumijevanje SMBH-a, načina na koji one recikliraju materijal u galaktikama i toga kako se prašina nakuplja u toruse oko njih. "Desetljećima se te toruse drži odgovornima za razlike između dviju vrsta AGN-a", kažu autori spomenutog znanstvenog rada. "Bez razumijevanja tih torusa nećemo moći ni ujediniti AGN-e."
Ujedinjeni model AGN-a kaže da se aktivne galaktičke jezgre tipa 1 razlikuju od onih tipa 2 više po kutu pod kojim ih vidimo, negoli po nekom drugom temeljnom svojstvu. AGN-a tipa 1 gledamo više odozgo u odnosu na prašinski torus: one u svojim spektrima pokazuju široke emisijske crte, te posjeduju vidljive akrecijske diskove. AGN-e tipa 2 gledamo više bočno u odnosu na torus: njihove emisijske crte su uske i njihovi akrecijski diskovi su skriveni.
Neke AGN-e imaju oko sebe i polarnu paršinu, odvojenu od prašine u torusu. Više modela predviđa da tu prašinu zagrijavaju mlazovi koji izbijaju s polova. "Međutim, malo se zna o svojstvima, veličini ili povezanosti (te polarne prašine) s velikim odljevima (iz galaktičkih jezgri)", kaže se u spomenutom znanstvenom radu. Ovo je "prvo istraživanje provedeno Webbovim MIRI-jem koje je usredotočeno na snimanje polarne prašine u središtu ESO 428-G14." (Moguće je da je to i prvo snimanje polarne prašine Webbom u središtu bilo koje galaktike. Prim. prev.)
Webb je pronašao prostrano područje iz kojega dopire emisija infracrvenog zračenja srednjih valnih duljina, koje se pruža do udaljenosti od 650 svjetlosnih godina od AGN-e. Struktura te polarne prašine je kolinearna s radiovalnim mlazom kojega odašilje AGN-e. Ali prašina je okomita na pojas molekularnog plina kojim se hrani AGN-a i od kojega je mi ne vidimo. (Ovdje nije jasno želi li se reći da je pojas molekularnog plina ono od čega ne vidimo AGN-u ili to da nam polarna prašina zaklanja pogled na pojas molekularnog plina. Prim. prev.) To je važan dokaz da je u tom sustavu zbilja prisutna polarna prašina. "Njena morfologija jako sugerira da je riječ o plinu ioniziranom AGN-om", kaže se u znanstvenom radu.
To nas vraća na tekuću raspravu o načinu na koji AGN-e predaju energiju plinu i prašinu u svojoj okolici. Kakvu ulogu u tome imaju mlazovi, u odnosu na utjecaj kojega ostvaruje elektromagnetsko zračenje iz AGN-e? Nađeni su promatrački dokazi da prašina upija elektromagnetsko zračenje emitirano iz usijane prašine u akrecijskom disku.
Međutim, ove nove Webbove fotografije pokazuju da se veliki dio emisije iz polarne prašine pruža duž putanja mlazova. To jasno ukazuje na to da su mlazovi zaslužni za zagrijavanje i oblikovanje te prašine, te da zračenje iz AGN-e u tome igra manju ulogu. Prašina u akrecijskom disku i polarna prašina imaju različite temperature, što pokazuje da su različita područja u jezgri te galaktike zagrijana na različite načine. Udarni valovi izazvani mlazovi bi mogli biti zaslužni za tu razliku u temperaturi.
"Još se puno raspravlja o načinu na koji AGN-e prenose energiju u svoj okoliš. Nismo očekivali da ćemo vidjeti da ti mlazovi koji proizvode radiovalove imaju toliki utjecaj. Ali to je tako!" kaže dr. David Rosario, profesor iz Sveučilišta Newcastlea i jedan od autora spomenutog znanstvenog rada.
Slika ilustrira dio rezultata ovog istraživanja. Na lijevoj strani je MIRI-jeva fotografija ESO 428-G14, snimljena u valnoj duljini od 10 mikrona, koja otkriva strukturu diska oko jezgre vidljivu u srednjim infracrvenim zrakama, kao i male produžetke te središnje strukture. (To je očigledno kompozit od fotografija snimljenih u tri valne duljine infracrvenog svjetla: 15, 10 i 5,6 mikrona. Prim. prev.) Na desnoj strani je Hubbleova fotografija istog dijela galaktike, načinjena u vidljivom svjetlu. Dolje desno je umetnuta radiovalna slika mlaza koji izbija iz tamošnje AGN-e.
NASA/ESA/CSA/Haidar et al.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
