Aktywność czarnych dziur może chronić wzrost innych galaktyk
Zazwyczaj myślimy o czarnych dziurach jako o obiektach niszczących, ale nowe badania sugerują, że supermasywna czarna dziura w centralnej galaktyce gromady galaktyk może w rzeczywistości pomagać innym galaktykom w gromadzie w dalszym rozwoju.
Przykład gromady galaktyk użytej w tym badaniu. Galaktyki gwiazdotwórcze są oznaczone niebieskimi kółkami, a „martwe” galaktyki pomarańczowymi kółkami. Inne obiekty na zdjęciu to galaktyki i gwiazdy niezwiązane z gromadą galaktyk. Obszary zacienione na różowo i jasnoniebiesko reprezentują „wyrównane” i „prostopadłe” kierunki względem centralnej galaktyki gromady. Prawy górny obraz to powiększony widok galaktyki centralnej. Źródło: University of Tokyo.
Gromady galaktyk zawierają setki do tysięcy galaktyk. Jednak to stłoczenie może być szkodliwe dla galaktyk. W porównaniu do pojedynczych galaktyk, gromady zawierają większy odsetek „martwych” galaktyk, które przestały tworzyć gwiazdy. Jest to prawdopodobnie spowodowane obecnością gazu gromadowego w gromadach. Gaz gromadowy może usuwać z galaktyk materię do budowy nowych gwiazd, co zapobiega ich powstawaniu.
Wcześniejsze badania pobliskich galaktyk wykazały, że martwe galaktyki częściej znajdują się wzdłuż linii ekstrapolowanej z najdłuższej osi galaktyki centralnej, a rzadziej w pobliżu jej najkrótszej osi. Ale nie było wiadomo, kiedy ten wzór zaczął się pojawiać. Wiedza o tym, kiedy wzór zaczął się pojawiać, dałaby wgląd w to, co może go powodować i jak wpłynęło to na rozwój gromad galaktyk w czasie.
Ze względu na skończoną prędkość światła, światło z odległych gromad potrzebuje czasu, aby do nas dotrzeć, czasami miliardów lat. Obserwując to światło, możemy zobaczyć obraz tego, jak wyglądała gromada, kiedy światło zostało wyemitowane po raz pierwszy, w bardzo realistycznym sensie patrząc wstecz w czasie.
Zespół astronomów, kierowany przez Makoto Ando z Uniwersytetu Tokijskiego, zbadał rozmieszczenie galaktyk gwiazdotwórczych i „martwych” w gromadzie, wykorzystując dane dla ponad 5000 gromad z okresu 7 miliardów lat, uzyskane za pomocą Teleskopu Subaru. Zespół odkrył, że wzór liczby martwych galaktyk znajdowanych w pobliżu najdłuższej osi galaktyki centralnej pozostawał spójny tak daleko wstecz w czasie, jak pozwala na to obecny zestaw danych.
Ten rozkład pasuje do symulacji, w których aktywność supermasywnej czarnej dziury w centralnej galaktyce wydmuchuje gaz gromadowy, który tłumi galaktyki. Aktywność supermasywnej czarnej dziury jest bardzo wydajna wokół najkrótszej osi galaktyki centralnej niż wokół najdłuższej osi. Tak więc aktywność czarnej dziury może w rzeczywistości chronić inne galaktyki.
Makoto Ando, główny badacz, ostrzega: Nie wykryliśmy bezpośrednich dowodów na istnienie tego mechanizmu, takich jak aktywność czarnej dziury czy anizotropowe rozmieszczenie gazu wewnątrz gromady. Oczekuje się, że zostaną one wykryte w przyszłości przez obserwacje rentgenowskie i radiowe.
Wyniki badań zostały opublikowane 22 grudnia 2022 roku w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
