Każda odpowiednio duża galaktyka ma w swym centrum potężną czarną dziurę. Masa tego olbrzyma może sięgać milionów miliardów mas Słońca, nie zawsze da się ją jednak w miarę precyzyjnie wyznaczyć. Szczególnie trudne są pomiary w przypadku galaktyk spiralnych i tak zwanych galaktyk spiralnych z poprzeczką. Astronomowie, korzystający z sieci radioteleskopów ALMA pokazali nowy sposób, jak można to zrobić i wyznaczyli masę czarnej dziury w galaktyce NGC 1097. Piszą o tym na łamach "Astrophysical Journal".
Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC 1097 leży w gwiazdozbiorze Pieca, około 45 milionów lat świetlnych od Ziemi. Badania przeprowadzone z pomocą należącej do Europejskiego Obserwatorium Południowego sieci ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) wskazały, że czarna dziura w jej centrum ma masę 140 milionów razy większą od Słońca. W porównaniu z czarną dziurą w centrum naszej Drogi Mlecznej, o masie zaledwie kilka milionów razy większej od masy Słońca, to prawdziwy olbrzym.
Zespół badaczy pod kierunkiem Kyoko Onishi z instytutu SOKENDAI w Japonii precyzyjnie policzył rozkład i prędkości dwóch cząsteczek - cyjanowodoru (HCN) i formylu (HCO+) w rejonie centrum galaktyki. Wyniki pomiarów ALMA dopasowywano potem do modeli matematycznych dla różnych mas czarnej dziury. Najlepszą zgodność wyników otrzymano przy masie równej 140 milionom mas Słońca.
Najnowsze obserwacje pokazują, że związek między masą supermasywnych czarnych dziur, a właściwościami ich macierzystych galaktyk zależy od rodzaju galaktyki, dlatego istotne jest znalezienie nowych, precyzyjnych metod ich oceny dla różnego typu obiektów - podkreśla Kyoko Onishi.
Dotychczas stosowane są rozmaite metody. W przypadku Drogi Mlecznej z pomocą potężnych teleskopów obserwuje się ruch gwiazd okrążających jej jądro, dla odległych galaktyk nie można tego jednak zrobić, bo nie zapewniają koniecznej w tym przypadku rozdzielczości. Zamiast gwiazd można śledzić ruch megamaserów, gigantycznych obiektów, będących źródłem silnego promieniowania radiowego, ale jest ich stosunkowo niewiele. Astronomowie badają też ruch zjonizowanego gazu w centrum galaktyki, ale to pozwala badać masę czarnych dziur w galaktykach eliptycznych.
Odkrycie nowej metody pomoże nie tylko w ocenie masy czarnych dziur w wielu kolejnych galaktykach, ale posłuży też weryfikacji niektórych teoretycznych przewidywań. Można oczekiwać, że z pomocą ALMA uda się doprecyzować teorie opisujące zależności między galaktykami i czarnymi dziurami, kryjącymi się w ich wnętrzu.