Ovo je novi članak s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa Hubble.

Kao što je razvidno iz njega, riječ je o istraživanju koje se više oslonilo na Kecka i njegov instrument KCWI, negoli na Hubblea. U znanstvenom radu (https://iopscience.iop.org/.../10.3847/2041-8213/acbbcf/pdf) se usto spominje i čuveni Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), instrument na jednom od Vrlo velikih teleskopa Južne europske zvjezdarnice. Taj je ranije bio korišten mjerenje brzina zvijezda u blizini supermasivne crne jame u M87.

Asteroidi i mali mjeseci zbilja znaju nalikovati na krumpire; eliptične galaktike baš i ne.

Primjer rotacijskog elipsoida: Jupiter. Primjer troosnog elipsoida: Jupiterov mjesec Ija.

NASA-in SVEMIRSKI TELESKOP HUBBLE I ZVJEZDARNICA KECK VIDE DIVOVSKU GALAKTIKU U TRI DIMENZIJE

Premda živimo u ogromnom trodimenzionalnom svemiru, nebeski objekti koje promatramo kroz teleskope nam izgledaju plošni jer su jako daleko od nas. Astronomi su sada po prvi put izmjerili trodimenzionalni oblik jedne od najvećih i nama najbližih eliptičnih galaktika, M87. Pokazalo se da je ona "troosna", odnosno da ima oblik krumpira (?). Taj prostorni prikaz je omogućen udruživanjem snaga NASA-inog Svemirskog teleskopa Hubble i teleskopa Zvjezdarnice Keck, na havajskom vrhu Mauna Kei.

U većini slučajeva astronomi moraju koristiti intuiciju da dokuče kakvog su zbilja oblika objekti u dalekom svemiru. Primjerice, ogromne galaktike cijelog jednog razreda, koje nazivamo "eliptičnima", na slikama izgledaju kao nedefinirani ovali. Ako bi odredili kakav je zbilja oblik divovskih eliptičnih galaktika, astronomi bi stekli uvid u to kako nastaju ti veliki objekti i njihove isto tako ogromne središnje crne jame.

Znanstvenici su načinili ovaj trodimenzionalni prikaz mjereći gibanje zvijezda koje se roje oko supermasivne crne jame u središtu galaktike. To stelarno gibanje je iskorišteno za stjecanje novih uvida u prostorni oblik galaktike i njenu vrtnju, a dalo je i novu izmjeru mase crne jame. (...)

Astronomi Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu su velikom točnošću odredili masu crne jame u jezgri galaktike. Procijenili su je na 5,4 milijarde Sunčevih masa. Prva mjerenja načinjena Hubbleom još 1995. g. su dala masu (supermasivne) crne jame u M87 od 2,4 milijarde Sunčevih masa. (Ta je masa tada bila proračunata na od 1,7 do 3,1 milijardu Sunčevih masa. Prim. prev.) Do toga iznosa su astronomi došli mjereći brzinu plina koji se kovitla oko crne jame. Kada je Teleskop za obzor događanja (engl. krat. EHT) - međunarodni projekt koji se poslužio promatranjima većim brojem (radio)teleskopa na tlu - odredio veličinu kao katran crnog obzora događanja supermasivne crne jame u M87, Einsteinova opća teorija relativnosti je omogućila da joj se masa proračuna na 6,5 milijardi Sunčevih masa. (EHT je dao masu supermasivne crne jame u M87 u rasponu od 5,6 do 7,4 milijarde Sunčevih masa. Ovo novo mjerenje je dalo raspon te mase od 4,90 do 5,96 milijardi Sunčevih masa. Vidimo da postoji preklapanje rezultata dviju novijih izmjera. Srednja vrijednost bi bila oko 5,8 milijardi Sunčevih masa. Prim. prev.)

Stvaranje prostornog modela M87 i točnija izmjera mase njene središnje crne jama, omogućit će astrofizičarima da doznaju kojom brzinom se ta galaktika vrti oko osi. "Sada kada znamo u kojem se ukupnom smjeru vrte zvijezde u M87 i kada smo točnije odredili masu crne jame, možemo te informacije udružiti s podacima dobivenima EHT-om i na taj način bolje odrediti moguće granice brzine vrtnje galaktike", kaže Chung-Pei Ma, voditeljica ovog istraživanja, iz spomenutog sveučilišta.

S masom više od deset puta većom od one u Mliječnog Puta, M87 je vjerojatno narasla tolikom stapanjem većeg broja manjih galaktika. To je vjerojatno razlog zbog kojega je središnja crna jama u M87 tako velika: ona je asimilirala središnje crne jame koje su postojale u galaktikama što ih je M87 tijekom vremena pripajala sebi.

Ma je, u suradnji sa studenticom istog sveučilišta Emily Liepold (glavnom autoricom znanstvenog rada kojim je ovo istraživanje opisano i koje je objavljeno u Pismima Astrofizikalnog dnevnika) i Jonelle Walsh iz Sveučilišta Texas A&M, bila u mogućnosti odrediti prostorni oblik M87 zahvaljujući jednom novom, preciznom instrumentu postavljenom na teleskop Keck II. (Riječ je o instrumentu zvanom Keck Cosmic Web Imager (KCWI), koji je istovremeno spektrograf i kamera i koji opservira u valnim duljinama od 350 do 1050 nanometara (vidljivo svjetlo). S radom je započeo 2017. g. Prim. prev.) Istraživačice su usmjerile Kecka na 62 susjedne točke u galaktici, mapirajući spektre tamošnjih zvijezda u području širokom oko 70 tisuća svjetlosnih godina. To područje obuhvaća i 3000 svjetlosnih godina široki središnji dio galaktike, kojim uglavnom dominira sila teža supermasivne crne jame. Premda zbog velike udaljenosti M87 od nas ni taj teleskop nije u stanju razlučiti pojedinačne zvijezde u njoj, spektri mogu pokazati raspon brzina koje te zvijezde imaju i time omogućiti izračun mase objekta oko kojega orbitiraju. (Udaljenost do M87 kojom se barata u spomenutom znanstvenom radu je u rasponu od 52,5 do 57,1 milijun svjetlosnih godina. Kada su galaktike posrijedi, to je prilično mala udaljenost. Prim. prev.)

"To je pomalo nalik promatranju roja od 100 milijardi pčela", kaže Ma. "Premda ih gledamo s prilične udaljnosti, zbog čega ne možemo razlučiti pojedinačne pčele, mi dobivamo prilično iscrpne informacije o njihovim zbirnim brzinama."

Istraživačice su ove podatke prikupile u vremenu od 2020. do 2022. g, a poslužile su se i ranijim izmjerama sjaja M87 dobivenima Hubbleom. Potom su te podatke usporedile s predviđanjima računalnog modela gibanja zvijezde oko središta neke troosne galaktike. (To "troosna" (engl. triaxial) znači da galaktika ima oblik općeg elipsoida, koji ima tri međusobno različite osi. Nije, dakle, riječ o rotacijskom elipsoidu, kojemu su dvije osi međusobno jednako duge. Prim. prev.) Model koji je najbolje odgovarao prikupljenim podacima im je omogućio da izračunaju masu crne jame. "Poznavanje prostornog oblika toga 'roja pčela', omogućilo nam je da načinimo pouzdanije dinamičke izmjere mase tamošnje središnje crne jame koja upravlja brzinama orbitirajućih pčela", kaže Ma.

Tijekom 1920-ih godina, astronom Edwin Hubble je prvi razvrstao galaktike prema njihovim oblicima. Spiralne galaktike s plosnatim diskom mogu biti viđene pod različitim kutovima: odozgo, iskosa ili s boka. Ali "mjehuraste" galaktike je bilo puno teže karakterizirati. Hubble ih je nazvao eliptičnima. One mogu biti razvrstane jedino po tome koliko im je ta eliptičnost izrazita. Ona ne sadrže u sebi vidljivi plin i prašinu, koji bi pomogli da ih se međusobno razlikuje. A sada, cijelo stoljeće kasnije, astronomi jednu arhetipsku eliptičnu galaktiku mogu vidjeti u sve tri dimenzije!

ILLUSTRATION: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI), Frank Summers (STScI) / SCIENCE: Chung-Pei Ma (UC Berkeley)

Velika slika: https://stsci-opo.org/STScI-01GXS1T379Z0RZP5GVVBDD82QH.jpg

https://hubblesite.org/.../news-releases/2023/news-2023-014

Preuzeto sa FB