Czy aktywne galaktyki wyczerpują gaz gwiazdotwórczy?

Jak obecność akreującej materię supermasywnej czarnej dziury wpływa na zdolność galaktyki macierzystej do tworzenia gwiazd? Aby się o tym przekonać, w nowym badaniu przeanalizowano zasoby gazu gwiazdotwórczego w ponad 10 000 galaktyk.

Centaurus A, jeden z najbardziej znanych przykładów galaktyk posiadających AGN. Źródło: ESO.

Zahamowane procesy gwiazdotwórcze?
Gwiazdy powstają z zimnego, gęstego gazu wodorowego. Każdy proces, który podgrzewa ten gaz, rozprasza go lub powoduje turbulencje, może potencjalnie zakłócić proces formowania się gwiazd. Z tego powodu astronomowie od dawna podejrzewali, że promieniowanie i strumienie cząstek pochodzące z aktywnych jąder galaktycznych (AGN) – niezwykle jasnych centrów galaktyk zasilanych przez supermasywną czarną dziurę akreującą materię – mogą hamować procesy gwiazdotwórcze w zamieszkiwanych przez nie galaktykach.

Jeżeli tak jest, to galaktyki z AGN powinny mieć mniejsze zasoby zimnego, gwiazdotwórczego wodoru niż te bez nich, ponieważ gaz został podgrzany lub wydmuchany. Jednak dotychczasowe poszukiwania spadku ilości zimnego gazu nie przyniosły rezultatów. Czy nowa analiza może znaleźć trendy, które zostały niezauważone w poprzednich badaniach?

Grupowanie galaktyk
Zespół kierowany przez Honga Guo (Shanghai Astronomical Observatory, Chiny) przeanalizował olbrzymią próbkę galaktyk obserwowanych przez Sloan Digital Sky Survey i Obserwatorium Arecibo, aby określić, jaki wpływ – jeżeli w ogóle – ma obecność aktywnego jądra galaktycznego na dostawy zimnego, gwiazdotwórczego gazu do macierzystej galaktyki. Guo i współpracownicy pogrupowali > 10 000 galaktyk w swojej próbce według ich mas, tempa formowania gwiazd i jasności ich AGN.

Używając techniki układania w stosy do wyznaczenia średniej masy zimnego gazu wodorowego zawartego w każdej komórce, autorzy pracy porównali podaż gazu gwiazdotwórczego pomiędzy galaktykami z AGN i tymi bez nich. Stwierdzili, że zimny gaz jest uszczuplony w galaktykach posiadających aktywne jądro galaktyczne o masach do 10 miliardów mas Słońca. Dla galaktyk w tym zakresie mas, zubożenie zimnego gazu jest największe w galaktykach o wysokim tempie formowania się gwiazd i silnie świecących aktywnych jąder galaktycznych. Jednak trend ten jest słaby lub nie występuje w galaktykach o wyższych masach – tych od 10 do 100 miliardów mas Słońca.

Hipoteza wysokiej masy
Dlaczego Guo i współpracownicy odkryli, że obecność AGN koreluje z mniejszą ilością gazu gwiazdotwórczego w niektórych galaktykach, podczas gdy poprzednie prace nie wykazały takiego trendu w żadnej z nich? Autorzy spekulują, że podzielenie próbki galaktyk według masy i tempa formowania się gwiazd pozwoliło im odkryć trend; ponieważ masa gazu gwiazdotwórcze zależy również od tempa formowania się gwiazd w galaktyce, skupienie galaktyk o wszystkich tempach formowania się gwiazd razem może maskować jakąkolwiek korelację.

Guo i współautorzy sugerują, że galaktyki o dużej masie mogą być po prostu zbyt duże, aby cały ich rezerwuar zimnego gazu mógł zostać podgrzany lub zakłócony, gdy aktywne jądro galaktyczne jest „włączone”. W takim przypadku AGN może mieć duży wpływ na wewnętrzne regiony galaktyki, ale wpływ ten może nie sięgać wystarczająco daleko, aby można było go zaobserwować. Przyszłe badania w wysokiej rozdzielczości zimnego gazu powinny lepiej naświetlić tę kwestię, szczególnie w przypadku galaktyk o niskiej masie, gdzie aktywne jądra galaktyczne mają ogromny wpływ.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono