Czarna dziura potrafi „zagłodzić” galaktykę na śmierć. Astronomowie właśnie zaobserwowali coś takiego
Astronomowie odkryli, że supermasywne czarne dziury mogą pozbawiać swoje galaktyki macierzyste paliwa niezbędnego do formowania nowych gwiazd. Wykorzystali w tym celu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.
Spis treści:
Czarne dziury mogą kojarzyć się z „gwiazdami śmierci”. Ich pole grawitacyjne jest tak potężne, że jeśli coś znajdzie się za tzw. horyzontem zdarzeń czarnej dziury, to nie ma szans na ucieczkę. Nawet, jeśli porusza się z prędkością światła. Z drugiej strony, czarne dziury są elementem konstrukcyjnym galaktyk. W ich centrach znajdują się tzw. supermasywne czarne dziury. Siła grawitacji takiego obiektu „cementuje” cały gwiezdny dysk.
Najnowsze badania pokazują jednak, że supermasywna czarna dziura potrafi też „zagłodzić” galaktykę na śmierć. Robi to, pozbawiając ją paliwa niezbędnego do formowania nowych gwiazd. Pracę na ten temat opublikowało czasopismo naukowe „Nature Astronomy”
Martwa galaktyka
Międzynarodowy zespół współprowadzony przez Uniwersytet Cambridge wykorzystał teleskop Webba do obserwacji galaktyki mniej więcej wielkości Drogi Mlecznej. Obserwowano ją we wczesnym Wszechświecie, około dwa miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Jak większość dużych galaktyk, miała ona w swoim centrum supermasywną czarną dziurę. Jednak ta galaktyka była praktycznie „martwa”. Prawie w ogóle nie powstawały w niej nowe gwiazdy.
– Na podstawie wcześniejszych obserwacji wiedzieliśmy, że ta galaktyka jest wygaszona. Powstaje w niej bardzo mało gwiazd jak na tak duży obiekt. Sądzimy, że ma to związek właśnie z czarną dziurą – mówi dr Francesco D’Eugenio z Instytutu Kosmologii Kavliego w Cambridge, współautor badań. – Jednak przed uruchomieniem teleskopu Webba nie byliśmy w stanie zbadać tej galaktyki wystarczająco szczegółowo. Nie wiedzieliśmy, czy ten stan wygaszenia jest tymczasowy, czy trwały.
Galaktyka Pablo
Galaktyka oficjalnie nazywana została GS-10578. Nieformalnie badacze mówią na nią „Galaktyka Pablo” na cześć kolegi, który poświęcił dużo czasu na jej obserwacje. Jest ogromna, jak na tak wczesny okres istnienia Wszechświata. Jej całkowita masa jest około 200 miliardów razy większa od masy naszego Słońca. Większość jej gwiazd powstała między 12,5 a 11,5 miliarda lat temu.
– We wczesnym Wszechświecie większość galaktyk tworzyła mnóstwo gwiazd. Dlatego tak masywna, martwa galaktyka z tego okresu jest intrygująca. Proces, który zatrzymał formowanie się w niej gwiazd prawdopodobnie zachodził stosunkowo szybko – wyjaśnia współautor badań, profesor Roberto Maiolino z Instytutu Kosmologii Kavliego.
Uciekający gaz
Naukowcy odkryli, że galaktyka Pablo wyrzuca duże ilości gazu z prędkością około 1000 kilometrów na sekundę. To wystarczająco duża prędkość, by materia wyrwała się z zasięgu przyciągania grawitacyjnego galaktyki. Ten proces jest napędzany przez supermasywną czarną dziurę.
Masa gazu wyrzucanego z galaktyki jest większa niż ta, której potrzebowałaby do tworzenia nowych gwiazd. W ten sposób czarna dziura odcina źródło „pożywienia”, którego galaktyka potrzebuje. – Znaleźliśmy winowajcę – podsumowuje dr D’Eugenio
Podobnie jak inne galaktyki, także i z tej kosmiczny „wiatr” wyrzuca gaz w przestrzeń. Jednak te obłoki gazu z reguły mają małą masę i gęstość. Teleskop Webba wykrył obecność nowego składnika, którego nie można było zobaczyć za pomocą wcześniejszych urządzeń. Ten gaz jest zimniejszy, co oznacza, że jest gęstszy i – co najważniejsze – nie emituje żadnego światła.
Źródło: Nature Astronomy.