Czarne dziury a powstawanie galaktyk

Chociaż nikt nie pokazał do tej pory zdjęcia jakiejkolwiek czarnej dziury [ Black Hole – BH], to setki poważnych osób bada czarne dziury, a tysiące innych wykorzystuje ich hipotetyczne własności do formowania wiedzy o wszechświecie i...uzyskiwania kolejnych tytułów, oraz funkcji naukowych.

[ post-observing-run beer, Hawaii, Feb. 2014], Benny Trakhtenbrot, Department of Physics ETH Zurich(Google)

Jest więc oczywistym, że Beny Trakhtenbrot, po skończeniu studiów i stażu naukowego w Weizmann Institute of Science [Tel Aviv] w zespole Extragalactic Astrophysics research group pod kierunkiem prof. Hagai Netzera, wszedł w bliski kontakt z czarnymi dziurami w kilku najsłynniejszych obserwatoriach astronomicznych świata ,by wymienić tylko jedno: obserwatorium Mauna Kea na Hawajach na wysokości 4145 m z największymi na świecie teleskopami Kecka.

Telskopy Kecka ,Mauna Kea,Hawaje (Wiki)

To już wystarczyło ,by prof.Trakhtenbrot ,już jako etatowy pracownik Instytutu Astronomicznego w ETH [Eidgenössische Technische Hochschule , Zürich] zorganizował międzynarodową grupę badawczą astronomów z : Yale University, ETH Zurich, Max-Planck Institute Harvard University, University of Hawaii, Osservatorio di Roma i Oxford University do realizacji projektu mapowania wzrostu supermasywnych czarnych dziur w czasie kosmicznym.

Sukces przyszedł dosyć szybko ,a jego treść szokuje specjalistów ,gdyż może być zapowiedzią prawdziwego “trzęsienia ziemi” w zakresie teorii powstawania galaktyk ,oraz występowania i roli czarnych dziur przy narodzinach wszechświata.

Jak dotąd ,super-masywne BH występują w centrach galaktyk ,a ich masy są z grubsza proporcjonalne do sumarycznej masy galaktyki [0,2-0,3% masy galaktyki],czyli rozwój BH jest z grubsza kolinearny z rozwojem galaktyki.Tymczasem z sensacyjnej pracy [1] dowiaduję się ,że wymieniony zespół odkrył hiper-masywną czarną dziurę w dość typowej, przeciętnej galaktyce eliptycznej CID-947 w gwiazdozbiorze Sexstans, a jej masa stanowi ok.12% sumarycznej masy tej galaktyki ( a ponad 7 miliardów mas Słońca !).

(foto:NASA)

Do wyliczenia masy tej monstrualnej BH zastosowano nową metodę obserwacyjną zaprojektowaną przez zespół M.Sarziego [zob. poz.2],University of Hertfordshire(UK), który od kilku lat badał dynamikę gazów międzygwiezdnych we wczesnych galaktykach. Benny Trakhtenbrot z zespołem, mierzyli prędkości strumieni gazu międzygwiezdnego ściągane do rdzenia galaktyki CID-947 [tam gdzie znajduje się ta czarna dziura]w funkcji odległości od niego.

Sama, monstrualnie wielka masa czarnej dziury nie jest sensacją ,ale fakt braku związku z masą galaktyki – już jest.

Dodam do tego informację, że obserwowana galaktyka CID-947 w podczerwieni przy pomocy nadzwyczaj czułego spektrometru MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration)sprzężonego z teleskopem Kecka, jest odległa od Ziemi o 11.8 miliarda lat świetlnych, czyli mamy do czynienia z galaktyką liczącą ok.2 miliardy lat.

(Mosfire,Keck Observatory)

Tym samym rola i znaczenie tajemniczych obiektów o akronimie BH w okresie niemowlęcym wszechświata stają się bardzo poważne i mogą zmienić nasze dotychczasowe modele powstania i rozwoju Wszechświata.

I wreszcie na koniec. Dotychczas przyjmowano ,że obecność super-masywnych BH wpływa hamująco na powstawanie gwiazd w galaktyce. Jednak prof.B.Trakhtenbrot z zespołem, stwierdził ,że w galaktyce CID-047 w ciągu roku pojawia się ponad 400 nowych gwiazd.Dla porównania ,w starych galaktykach w tym samym czasie rodzi się kilka nowych gwiazd ! Tym samym wczesna galaktyka z super-masywną BH, burzy nasze wyobrażenia modelowe ewolucji galaktyk.

Od kilkunastu dni wyniki badań astronomicznych nad relacjami między czarnymi dziurami, a galaktykami wczesnymi, ogniskują uwagę specjalistów.Mnie kojarzą się one z pracą L.Smolina [recenzowałem ją kiedyś tutaj] : The Life of the Cosmos,w której autor dokonał przeniesienia biologicznej teorii ewolucji  do kosmologii  i czarne dziury w jego modelu pełnią rolę  zarodników wszechświatów.Byłem krytycznie nastawiony wobec tej pracy, widdząc jej zawieszenie w próżni obserwacyjno-pomiarowej.Badania B.Trakhtenbrota z zespołem  osłabiają znacznie mój krytycyzm.

Wiemy już ,że pewien typ galaktyk rozwija się pod wpływem tajemniczych obszarów czasoprzestrzeni, centralnie położonych w obrębie struktury galaktyki.Co dzieje się w tych obszarach,czy tam są super-masywne osobliwości czasoprzestrzeni i czy grawitacja jest tym czynnikiem rozwijającym galaktykę we wczesnym okresie jej istnienia- są to pytania wyznaczające chyba tendencje postępu kosmologii.

:

Literatura

[1] B. Trakhtenbrot et al. An over-massive black hole in a typical star-forming galaxy, 2 billion years after the Big Bang. Science. Vol. 349, July 10, 2015, p. 168.

[ tekst dostępny za frico tutaj: arXiv:1507.03390v1 ]

[2] M. Sarzi, and All, A black-hole mass measurement from molecular gas kinematics in NGC4526. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature11819