AKO STE amater astronom ili ako ste se u bilo kojoj prilici zainteresirali za izgled galaksija, maglica, kuglastih skupova i sličnih fenomena koji očaravaju promatrače svojim izgledom i sjajem unutar mračnog svemira, zasigurno vam je zapela za oko galaksija M51, odnosno galaksija Vrtlog (M51a).

Naime, ona fascinira mnoge zaljubljenike u astronomiju jer se sastoji od dvije galaksije, M51a i M51b, koje su u procesu spajanja.

Dva neobična fenomena

No nedavno su znanstvenici primijetili dvije neobične pojave unutar spomenutog para galaksija, mogli bismo reći dva misterija, zbog kojih je M51 postao još zanimljiviji za proučavanje. Naime, unutar M51 postoji sićušno nebesko tijelo koje sjaji jednako snažno kao masivna crna rupa u središtu galaksije, što nitko nije očekivao, a crna rupa unatoč spajanju galaksija gubi svoju snagu, umjesto da se zbog obilnog pritoka nebeske hrane “deblja“ i jača te pretvara u snažno čudovište.

Kako bismo pobliže opisali ta dva misterija, porazgovarali smo s voditeljem najnovije studije, astrofizičarom Murrayom Brightmanom sa Sveučilišta Caltech (Kalifornijskog tehnološkog instituta).

Misterij broj 1

Dakle, u obližnjoj galaksiji Vrtlog i njenoj pratećoj galaksiji M51b dvije su supermasivne crne rupe koje se zagrijavaju i proždiru okolni materijal. Ta dva čudovišta trebala bi biti najjači izvori rendgenskih zraka u galaksijama, ali nova studija NASA-inog projekta NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) pokazuje da mnogo, mnogo manji objekt jednako bliješti kao i dvije crne rupe.

Naime, u središtu svake galaksije je supermasivna crna rupa, milijun puta masivnija od našeg Sunca. Zbog galaktičkog spajanja u orbitu crnih rupa trebala bi stizati ogromna količina plina i prašine, a intenzivna gravitacija crnih rupa trebala bi uzrokovati zagrijavanje i zračenje materijala koji kruži oko njih, stvarajući pritom svijetle diskove koji mogu zasjeniti sjaj svih zvijezda u njihovim galaksijama.

Sićušno nebesko tijelo, veliko kao poveći grad

No uz njih se pojavilo jedno nebesko tijelo, milijunima puta manje od njih, koje sjaji jednakim intenzitetom. Taj majušni izvor rendgenskih zraka je neutronska zvijezda, nevjerojatno gusti grumen materijala, ostatak eksplozije masivne zvijezde.

Tipična neutronska zvijezda ima stotinu tisuća puta manji promjer od našeg Sunca, velika je kao poveći grad, ali ima dva puta veću masu od naše zvijezde. Znači, žličica neutronske zvijezde težila bi više od milijardu tona, piše NASA.

Neutronska zvijezda u M51 svjetlija je od prosjeka i pripada novootkrivenoj klasi, poznatoj kao ultra sjajna (eng. ultraluminous) neutronska zvijezda. 

Pitali smo astrofizičara Brightmana može li nam objasniti kako bi objekt veličine velikog grada mogao svijetliti kao i središnja crna rupa u galaksiji.

“Kod neutronske zvijezde koju smo pronašli u M51, za razliku od supermasivnih crnih rupa, dolazi do ubrzane akrecije (prikupljanja tvari). Vjerujemo da se hrani obližnjom zvijezdom, tako da ima relativno pristupačan izvor goriva. No ona, i uz izvor hrane, svejedno sjaji neobičnom snagom. Nije nam još uvijek sasvim jasno kako je to moguće, ali vjerujemo da je to povezano s njenim snažnim magnetskim poljem“, rekao je Brightman. 

Misterij broj 2

Kao što smo već spomenuli, crne rupe bi trebale imati svijetle diskove koji mogu zasjeniti sjaj svih okolnih zvijezda, no znanstvenike je iznenadilo da ni jedna od njih ne sjaji u rendgenskom spektru onoliko snažno kao što su očekivali da bi trebale tijekom procesa spajanja.

Brightman smatra da je najvjerojatnije objašnjenje da crne rupe "trepere" tijekom galaktičkih spajanja, umjesto da zrače više ili manje konstantnom svjetlošću tijekom cijelog procesa.

“Kada materija pada u crnu rupu, zagrijava se i zrači. No tijekom tog procesa dolazi do varijacija, što je povezano s opskrbom tvari, odnosno materijom koja pada na crnu rupu kroz njen akrecijski disk. Ako nema pouzdane opskrbe hranom, stopa akrecije će biti niska i crna rupa neće toliko jako sjajiti“, objasnio je Brightman.

“Mislili smo da će galaktičko spajanje opskrbljivati materijom središnje crne rupe u galaksijama. No galaktička spajanja su dugi procesi i mi zapravo vidimo samo kratkotrajni djelić tog cijelog procesa, kao da gledamo u fotografiju jednog trenutka uhvaćenog u vremenu. Stoga, mada sada vidimo crne rupe sa slabom akrecijom u M51, vjerojatno ne vidimo širu sliku. Vrlo je lako moguće da su one jače sjajile, bolje prikupljale tvari, u prošlosti i da će opet biti tako u budućnosti“, rekao je.

Zagrebačka neutronska zvijezda

Murray Brightman nam je spomenuo kako je u istraživanju sudjelovao i astrofizičar Mislav Baloković iz Hrvatske. Mislav je inače relativno nepoznat našoj javnosti, s obzirom na to u kakvim je fascinantnim projektima sudjelovao. Studirao je u Zagrebu, Splitu i na uglednom Caltechu.

Sudjelovao je u gore spomenutom projektu NuSTAR, a sada radi na iznimno zanimljivom istraživanju kolaboracije Event Horizon Telescope, čije rezultate, mogli bismo reći, iščekuje cijeli svijet, a o čemu možete više pročitati ovdje.