Nowe badania ujawniają, że kwazary mogą być czasami przesłonięte przez gęste obłoki gazu i pyłu swoich galaktykach macierzystych.
Podważa to dominujący pogląd, że kwazary są przesłonięte jedynie przez torus pyłu w bliskim sąsiedztwie czarnej dziury Kwazary są niezwykle jasnymi obiektami zasilanymi przez czarne dziury, które pochłaniają otaczającą je materię. Jednak ich potężne promieniowanie może zostać zablokowane, gdy na drodze między nami a kwazarem pojawiają się gęste obłoki. Astronomowie od dawna uważali, że ta przesłaniająca materia istnieje tylko w bezpośrednim otoczeniu kwazara, w otaczającym go pyłowym torusie.
Aktualnie zespół naukowców z Uniwersytetu Durham odnalazł dowody sugerujące, że w niektórych przypadkach zaciemnienie w kwazarach jest całkowicie spowodowane przez galaktykę macierzystą, w której kwazar się znajduje. Korzystając z Atacama Large Millimeter Array (ALMA) w Chile, naukowcy zaobserwowali próbkę kwazarów, które są bardzo zapylone i charakteryzują się intensywnym tempem formowania się gwiazd.
Odkryli oni, że wiele z tych kwazarów jest obecnych w galaktykach o bardzo zwartej strukturze, które są znane jako galaktyki gwiazdotwórcze, o średnicy nie większej niż 3000 lat świetlnych. Galaktyki te mogą tworzyć ponad 1000 gwiazd podobnych do Słońca rocznie.
Aby uformować tak dużą liczbę gwiazd, galaktyka potrzebuje znacznej ilości gazu i pyłu, które stanowią podstawowy materiał budulcowy gwiazd. W takich galaktykach, obłoki gazu i pyłu, które są wywoływane przez szybkie powstawanie gwiazd, mogą się gromadzić i całkowicie przesłaniać kwazar.
Pełne wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Główna autorka badania Carolina Andonie, doktorantka Centrum Astronomii Pozagalaktycznej na Uniwersytecie Durham, powiedziała: To tak, jakby kwazar był zakopany w swojej galaktyce macierzystej.
W niektórych przypadkach, galaktyka otaczająca jest tak nasycona gazem i pyłem, że nawet promieniowanie rentgenowskie nie jest w stanie się z niej wydostać. Dotychczas uważano, że pyłowy torus wokół czarnej dziury jest jedynym czynnikiem maskującym kwazar przed obserwacją. Teraz jednak wiemy, że cała galaktyka może być zaangażowana w ten proces. To zjawisko występuje tylko wtedy, gdy kwazar przechodzi przez okres intensywnego wzrostu.
Zespół naukowców szacuje, że w przypadku około 10-30% kwazarów o bardzo szybkim tempie formowania się gwiazd, to wyłącznie galaktyka macierzysta odpowiada za przesłanianie kwazara. Odkrycia te dostarczają nowych informacji na temat związku między wzrostem galaktyk a aktywnością czarnych dziur.
Przesłonięte kwazary mogą stanowić wczesny etap ewolucji, gdy młode galaktyki są obfitujące w zimny gaz i pył, co napędza intensywne tempo formowania się i wzrostu czarnych dziur.
Profesor David Alexander z Uniwersytetu Durham, współautor badania, wyjaśnia, że mamy do czynienia z burzliwą i chaotyczną fazą ewolucji, kiedy gaz i gwiazdy gromadzą się w centrum galaktyki. To jak walka kosmiczna o pożywienie, gdzie mały kwazar jest otulony rodzimym kokonem pyłu.
Odkrycie i odsłonięcie tych ukrytych kwazarów przyczyni się do lepszego zrozumienia związku między galaktykami a supermasywnymi czarnymi dziurami w ich jądrach.
Więcej informacji:
- Uniwersytet Durham
- Obscuration beyond the nucleus: infrared quasars can be buried in extreme compact starbursts
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Źródło: Uniwersytet Durham
Na ilustracji: Wizja artystyczna grubego torusa pyłowego otaczającego supermasywne czarne dziury i dyski akrecyjne. Źródło: Durham University
