Nowe obserwacje JWST sugerują, że czarne dziury szybko blokują procesy gwiazdotwórcze w masywnych galaktykach.
Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Nature przedstawiają nowe obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), które sugerują, że czarne dziury szybko odcinają procesy gwiazdotwórcze w masywnych galaktykach poprzez wybuchowe usuwanie dużych ilości gazu.
Międzynarodowy zespół odkrył, że ponad 90% wiatru galaktycznego składa się z neutralnego gazu, a zatem był praktycznie niewidoczny w poprzednich badaniach. Praca ta jest pierwszym bezpośrednim potwierdzeniem, że supermasywne czarne dziury są zdolne do wyciszania galaktyk.
Różnica między tymi nowymi badaniami a poprzednimi pracami polega na rodzaju obserwowanego gazu: do tej pory możliwe było wykrycie tylko zjonizowanego gazu, który jest ciepły; podczas gdy JWST był w stanie wykryć również gaz neutralny, który jest zimny.
Dr Rebecca Davies z Centrum Astrofizyki i Superkomputerów Swinburne University of Technology kierowała australijskim zespołem stojącym za tym odkryciem i pomogła znaleźć potężny wypływ napędzany czarną dziurą w odległej masywnej galaktyce o bardzo niskim poziomie formowania gwiazd.
Wypływ usuwa gaz szybciej niż jest on przekształcany w gwiazdy, co wskazuje, że wypływ może mieć bardzo znaczący wpływ na ewolucję galaktyki. Nasze odkrycia dostarczają nowych dowodów wskazujących, że wypływy napędzane przez czarne dziury są w stanie szybko wyłączyć lub „wygasić” procesy gwiazdotwórcze w masywnych galaktykach.
Wygaszenie procesów gwiazdotwórczych oznacza, że galaktyka przestała tworzyć gwiazdy. Reprezentuje to transformację między galaktyką, która aktywnie tworzy gwiazdy, pozwalając jej rosnąć i zmieniać się, a galaktyką, która jest „martwa” i statyczna. Wygaszanie jest zatem fundamentalnym procesem cyklu życia galaktyk. Jednak astronomowie wciąż nie rozumieją szczegółowo, co powoduje, że galaktyki przestają tworzyć gwiazdy.
Wraz z uznanymi na całym świecie naukowcami, w szczególności głównym autorem Sirio Bellim z Uniwersytetu Bolońskiego, dr Davies badała galaktykę znajdującą się w ogromnej odległości od Ziemi, której światło potrzebowało ponad dziesięciu miliardów lat, aby do nas dotrzeć.
Aktywne jądra galaktyczne (AGN) – supermasywne czarne dziury pochłaniające duże ilości gazu – mogą powodować wypływy z galaktyk. Najpotężniejsze AGNy napędzają bardzo masywne wypływy, które mogą usunąć cały gaz z galaktyk macierzystych w stosunkowo „krótkim” czasie i spowodować wygaszenie procesów gwiazdotwórczych.
JWST umożliwił nam obserwację chłodniejszej, neutralnej fazy gazowej naturalnych wypływów napędzanych przez AGN w odległych galaktykach. W badanej galaktyce odkryliśmy, że prędkość wypływu w fazie neutralnej była ~100 razy większa niż prędkość wypływu w fazie zjonizowanej, co ukazało dużą ilość wypływającej masy, która wcześniej była niewidoczna.
Dr Davies twierdzi, że JWST można wykorzystać do wykrycia większej części wypływów, podczas gdy poprzednie obserwacje zjonizowanego gazu były w stanie wykryć tylko około 1%.
Przed JWST byliśmy w stanie dostrzec jedynie wierzchołek góry lodowej, jeżeli chodzi o wypływającą masę.
Zespół jest podekscytowany tym, co mogą odkryć, analizując więcej galaktyk w przyszłości.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- New JWST observations reveal black holes rapidly shut off star formation in massive galaxies
- Star Formation Shut Down by Multiphase Gas Outflow in a Galaxy at a Redshift of 2.45
Źródło: Swinburne University of Technology
Na ilustracji: Galaktyka Drogi Mlecznej. Źródło: Swinburne University of Technology
