Aštuntajame dešimtmetyje mokslininkai patvirtino, kad radijo spinduliuotė, sklindanti iš mūsų galaktikos centro, atsirado dėl supermasyvios juodosios skylės (SMBH). Šis bruožas, esantis maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo Žemės tarp Šaulio ir Skorpijaus žvaigždyno, tapo žinomas kaip Šaulys A *. Nuo to laiko astronomai suprato, kad daugumos masyvių galaktikų centre yra SMBH.
Be to, astronomai sužinojo, kad juodosios skylės šiose galaktikose yra apsuptos masyvių besisukančių dulkių ir dujų torių, būtent tai ir lemia jų išleidžiamą energiją. Tačiau visai neseniai astronomų komanda, naudodama „Atacama Large Millimeter / submillimeter Array“ (ALMA), sugebėjo užfiksuoti besisukančių dulkių dujų torus aplink supermenišką juodąją M77 skylę.
Tyrimas, kuriame išsamiai aprašomos jų išvados, neseniai pasirodė Astronominių žurnalų laiškai pavadinimu „ALMA atskleidžia nehomogeninį kompaktišką besisukančio tankio molekulinį vamzdelį NGC 1068 branduolyje“. Tyrimą atliko Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos japonų tyrinėtojų komanda, vadovaujama Masatoshi Imanishi, padedant Kagoshimos universitetui.
Kaip ir dauguma masyvių galaktikų, M77 turi aktyvųjį galaktikos branduolį (AGN), kuriame dulkės ir dujos kaupiasi į jo SMBH, todėl jo šviesumas yra didesnis nei normalus. Jau kurį laiką astronomai sumišę dėl smalsių ryšių, kurie egzistuoja tarp SMBH ir galaktikų. Nors masyvesnės galaktikos turi didesnius SMBH, priimančiosios galaktikos vis dar yra 10 milijardų kartų didesnės nei jų centrinė juodoji skylė.
Natūralu, kad kyla klausimas, kaip du labai skirtingo masto objektai galėtų tiesiogiai paveikti vienas kitą. Todėl astronomai siekė ištirti AGN, kad nustatytų, kaip galaktikos ir juodosios skylės vystosi kartu. Tyrimo tikslais komanda atliko aukštos skyros stebėjimus M77 centriniame regione - užribinėje spiralinėje galaktikoje, esančioje maždaug 47 milijonų šviesos metų nuo Žemės.
Naudodama ALMA, komanda pavaizdavo plotą aplink M77 centrą ir sugebėjo išspręsti kompaktišką dujinę struktūrą, kurios spindulys yra 20 šviesmečių. Kaip ir tikėtasi, komanda nustatė, kad kompaktiška struktūra sukasi aplink galaktikų centrinę juodąją skylę. Kaip paaiškino Masatoshi Imanishi ALMA pranešime spaudai:
„Norėdami aiškinti įvairius stebimus AGN požymius, astronomai spėja, kad aplink aktyviąsias supermasyviąsias juodąsias skyles sukasi spurgos formos dulkėtos dujos. Tai vadinama AGN „vieningu modeliu“. Tačiau dulkėtos dujinės spurgos yra labai mažos išvaizdos. Dabar, kai yra aukšta ALMA skiriamoji geba, galime tiesiogiai pamatyti struktūrą. “
Anksčiau astronomai stebėjo M77 centrą, tačiau iki šiol niekas nesugebėjo išspręsti besisukančio torto jo centre. Tai buvo įmanoma dėl geresnės ALMA skiriamosios gebos, taip pat pasirinkus molekulinės emisijos linijas. Į šias išmetimo linijas įeina vandenilio cianidas (HCN) ir formilo jonai (HCO +), kurie skleidžia mikrobangas tik tankiose dujose, ir anglies monoksidas, kuris skleidžia mikrobangas įvairiomis sąlygomis.
Šių teršalų išmetimo linijų stebėjimai patvirtino dar vieną komandos pateiktą prognozę, kad torus bus labai tankus. „Ankstesni stebėjimai atskleidė dulkėto dujinio vamzdelio pailgėjimą iš rytų į vakarus“, - sakė Imanishi. „Iš mūsų ALMA duomenų atskleista dinamika tiksliai atitinka numatomą toro kryptį.“
Tačiau jų pastebėjimai taip pat parodė, kad dujų paskirstymas aplink SMBH yra sudėtingesnis, nei rodo paprastas vieningas modelis. Pagal šį modelį toro sukimasis atitiktų juodosios skylės sunkumą; tačiau tai, ką nustatė Imanishi ir jo komanda, nurodė, kad dujos ir dulkės toruose taip pat rodo labai atsitiktinius judesius.
Tai gali būti požymis, kad M77 centre esantis AGN turėjo žiaurią istoriją, kuri praeityje galėjo apimti susiliejimą su maža galaktika. Trumpai tariant, komandos pastebėjimai rodo, kad galaktikų susijungimai gali turėti didelę įtaką AGN formavimui ir elgesiui. Šiuo atžvilgiu jų pastebėjimai apie M77s torus jau pateikia įkalčių apie galaktikos istoriją ir evoliuciją.
SMBH tyrimas, nors ir intensyvus, taip pat yra labai sudėtingas. Viena vertus, artimiausias SMBH (Sagitarrius A *) yra gana tylus, į jį patenka tik nedaug dujų. Tuo pačiu metu jis yra mūsų galaktikos centre, kur jį užstoja įsiterpiančios dulkės, dujos ir žvaigždės. Taigi astronomai yra priversti ieškoti kitų galaktikų, kad ištirtų, kaip SMBH ir jų galaktikos egzistuoja.
Dėl dešimtmečius trukusių tyrimų ir patobulinimų prietaisuose mokslininkai pirmą kartą pradeda aiškiai suvokti šiuos paslaptingus regionus. Galėdami išsamiai ištirti juos, astronomai taip pat įgyja vertingos informacijos apie tai, kaip laikui bėgant tokios masyvios juodosios skylės ir žiedinės struktūros galėtų sugyventi su jų galaktikomis.
