Teoretyczne przewidywania zostały potwierdzone odkryciem wypływu gazu molekularnego z kwazara, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat.
Kwazary są zwartymi obszarami zasilanymi przez supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach masywnych galaktyk. Charakteryzują się one niezwykłą jasnością i punktowym wyglądem przypominającym gwiazdy. Ponadto, znajdują się one w niezwykle dalekiej odległości od Ziemi. Ze względu na swoją odległość i jasność, umożliwiają one obserwację warunków panujących we wczesnym Wszechświecie, gdy miał on mniej niż miliard lat.
Zespół naukowców, którym kierują adiunkt Dragan Salak z Uniwersytetu Hokkaido, adiunkt Takuya Hashimoto z Uniwersytetu Tsukuba i profesor Akio Inoue z Uniwersytetu Waseda odkrył pierwsze dowody na tłumienie formowania się gwiazd napędzane wypływem gazu molekularnego w galaktyce macierzystej kwazara we wczesnym Wszechświecie. Ich odkrycia, oparte na obserwacjach przeprowadzonych za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile, zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.
Gaz molekularny odgrywa kluczową rolę w procesie formowania się gwiazd. Jego wszechobecność i wysokie stężenie w galaktyce jako głównego paliwa prowadzi do powstawania ogromnej liczby gwiazd. Jednak wypływy molekularne, które wyrzucają ten gaz w przestrzeń międzygalaktyczną szybciej niż może on być zużyty przez procesy gwiazdotwórcze, skutecznie hamują powstawanie gwiazd w galaktykach, w których znajdują się kwazary.
Prace teoretyczne sugerują, że wypływy gazu molekularnego odgrywają ważną rolę w formowaniu się i ewolucji galaktyk od wczesnego wieku, ponieważ mogą regulować powstawanie gwiazd – powiedział Salak. Kwazary są szczególnie energetycznymi źródłami, więc spodziewaliśmy się, że mogą być w stanie generować silne wypływy.
Zaobserwowany przez naukowców kwazar J2054-0005 charakteryzuje się bardzo dużym przesunięciem ku czerwieni, co wskazuje na szybkie oddalanie się tego obiektu od Ziemi. Według Hashimoto, jest to jeden z najjaśniejszych kwazarów we wczesnym Wszechświecie, co czyni go doskonałym kandydatem do badań silnych wypływów. Naukowcy wykorzystali teleskop ALMA do obserwacji wypływu gazu molekularnego z tego kwazara. Dzięki swojej czułości i możliwości wykrywania wypływów gazu molekularnego we wczesnym Wszechświecie, ALMA odegrała kluczową rolę w tym badaniu.
Mówiąc o zastosowanej metodzie badawczej, Salak skomentował: Wypływający gaz molekularny (OH) został odkryty poprzez absorpcję. Oznacza to, że nie obserwowaliśmy bezpośrednio promieniowania mikrofalowego pochodzącego od cząsteczek OH; zamiast tego obserwowaliśmy promieniowanie emitowane przez jasny kwazar, a absorpcja oznacza, że cząsteczki OH pochłaniały część promieniowania z kwazara. Było to jak ujawnienie obecności gazu poprzez zobaczenie „cienia” rzucanego przez niego przed źródłem światła.
Wyniki tego badania stanowią pierwszy mocny dowód na istnienie silnych wypływów gazu molekularnego z galaktyk macierzystych kwazarów oraz ich wpływ na ewolucję galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Gaz molekularny jest niezwykle istotnym składnikiem galaktyk, ponieważ stanowi paliwo niezbędne do formowania się gwiazd – podsumował Salak. Nasze odkrycia ukazują, że kwazary są zdolne hamować procesy powstawania gwiazd w swoich galaktykach macierzystych poprzez wyrzucanie gazu molekularnego w przestrzeń międzygalaktyczną.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Gas on the run – ALMA spots the shadow of a molecular outflow from a quasar when the Universe was less than one billion years old
- Molecular Outflow in the Reionization-epoch Quasar J2054-0005 Revealed by OH 119 μm Observations
Źródło: Hokkaido University
Na ilustracji: Wizja artystyczna wypływu gazu molekularnego z kwazara J2054-0005. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
