Wiatr z czarnych dziur może wpływać na rozwój otaczających je galaktyk
Obłoki gazu w galaktyce są wypychane z dużą prędkością między gwiazdy przez promieniowanie z supermasywnej czarnej dziury w jej centrum.
Wizja artystyczna wiatru kwazarowego (jasnoniebieskiego) wystrzeliwanego z dysku akrecyjnego (czerwono-pomarańczowego) wokół supermasywnej czarnej dziury. We wstawce po prawej stronie znajdują się dwa widma kwazara SBS 1408+544, pokazujące przesunięcie w lewo pochłoniętego światła, które ujawniło przyspieszenie gazu wypychanego przez wiatry kwazara. Źródło: NASA/CXC/M. Weiss, Catherine Grier oraz współpraca SDSS
Obłoki gazu w odległej galaktyce są coraz szybciej wypychane – z prędkością ponad 16 000 km/s – między sąsiednie gwiazdy przez podmuchy promieniowania z supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Jest to odkrycie, które pomaga naświetlić sposób, w jaki aktywne czarne dziury mogą stale kształtować swoje galaktyki, pobudzając lub tłumiąc rozwój nowych gwiazd.
Zespół naukowców pod kierunkiem profesor astronomii z Uniwersytetu Wisconsin-Madison Catherine Grier i niedawnego absolwenta Roberta Wheatleya ujawnił przyspieszający gaz, wykorzystując wieloletnie dane zebrane z kwazara, szczególnie jasnego i burzliwego rodzaju czarnej dziury, oddalonego o miliardy lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Wolarza. Wyniki badań zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.
Naukowcy uważają, że w centrach większości galaktyk znajdują się czarne dziury. Kwazary to supermasywne czarne dziury otoczone dyskami materii, która jest wciągana przez ogromną siłę grawitacyjną czarnej dziury.
Materia znajdująca się w tym dysku zawsze wpada do czarnej dziury, a tarcie tego przyciągania podgrzewa dysk i sprawia, że jest on bardzo, bardzo gorący i bardzo, bardzo jasny – powiedziała Grier. Te kwazary są naprawdę jasne, a ponieważ istnieje duży zakres temperatur od wnętrza do odległych części dysku, ich emisja obejmuje prawie całe spektrum elektromagnetyczne.
Jasne światło sprawia, że widoczne są kwazary niemal tak stare jak Wszechświat (oddalone nawet o 13 miliardów lat świetlnych), a szeroki zakres ich promieniowania sprawia, że są one szczególnie przydatne dla astronomów do badania wczesnego Wszechświata.
Naukowcy wykorzystali ponad osiem lat obserwacji kwazara o nazwie SBS 1408+544, zebranych w ramach programu prowadzonego przez Sloan Digital Sky Survey, znanego obecnie jako Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project. Śledzili oni wiatry składające się z gazowego węgla, wykrywając brakujące światło z kwazara – światło, które było pochłaniane przez gaz. Ale zamiast być pochłanianym dokładnie w tym miejscu widma, które wskazywałoby na węgiel, cień przesuwał się dalej z każdym nowym spojrzeniem na SBS 1408+544.
To przesunięcie mówi nam, że gaz porusza się cały czas coraz szybciej – powiedział Wheatley. Wiatr przyspiesza, ponieważ jest wypychany przez promieniowanie wydmuchiwane z dysku akrecyjnego.
Naukowcy, w tym Grier, sugerowali wcześniej, że zaobserwowali przyspieszające wiatry z dysków akrecyjnych czarnych dziur, ale nie było to jeszcze poparte danymi z więcej niż kilku obserwacji. Nowe wyniki pochodzą z około 130 obserwacji SBS 1408+544 wykonanych w ciągu prawie dekady, co pozwoliło zespołowi na solidną identyfikację wzrostu prędkości z dużą pewnością.
Wiatry wypychające gaz z kwazara są interesujące dla astronomów, ponieważ są sposobem, w jaki supermasywne czarne dziury mogą wpływać na ewolucję otaczających je gwiazd.
Jeżeli są one wystarczająco energetyczne, wiatry mogą przemieszczać się aż do galaktyki macierzystej, gdzie mogą mieć znaczący wpływ – powiedział Wheatley.
W zależności od okoliczności, wiatry kwazara mogą wytwarzać ciśnienie, które ściska gaz i przyspiesza narodziny gwiazd w galaktyce macierzystej. Może też wypłukać to paliwo i uniemożliwić powstanie potencjalnej gwiazdy.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
