Przejdź do treści

Tsunami z kwazarów rozdziera galaktyki

img

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zespół astronomów odkrył najbardziej energetyczne odpływy, jakie kiedykolwiek miały miejsce we Wszechświecie. Pochodzą z kwazarów i przedzierają się przez przestrzeń międzygwiazdową jak tsunami, siejąc spustoszenie w galaktykach, w których kwazary żyją. 

Kwazary to niezwykle odległe obiekty niebieskie, emitujące wyjątkowo duże ilości energii. Zawierają supermasywne czarne dziury zasilane przez opadającą na nie materię, która może świecić 1000 razy jaśniej niż ich macierzyste galaktyki posiadające setki miliardów gwiazd.

Gdy czarna dziura pochłania materię, gorący gaz otacza ją i emituje intensywne promieniowanie, tworząc kwazar. Wiatry, napędzane przez ciśnienie promieniowania z okolic czarnej dziury, odpychają materię od centrum galaktyki. Odpływy te przyspieszają do niesamowitych prędkości stanowiących kilka procent prędkości światła.

Żadne inne zjawisko nie przenosi takiej ilości energii mechanicznej. W ciągu 10 mln lat odpływy te wytwarzają milion razy więcej energii niż rozbłysk promieniowania gamma. Wiatry wypychają setki mas Słońca każdego roku. Ilość energii mechanicznej, jaką niosą te odpływy, jest nawet kilkaset razy wyższa niż jasność całej Drogi Mlecznej.

Wiatry z kwazara wieją przez cały dysk galaktyczny. Materia, która w innym przypadku wytworzyła by nowe gwiazdy, została gwałtownie zmieciona z galaktyki, powodując tym samym zaprzestanie narodzin gwiazd. Promieniowanie wypycha gaz i pył na znacznie większe odległości niż wcześniej sądzili naukowcy, tworząc zdarzenie obejmujące całą galaktykę.

Gdy to kosmiczne tsunami uderza w materię międzygwiazdową, temperatura na froncie uderzeniowym wzrasta do miliardów stopni, gdzie materia świeci głównie w promieniach X, ale także w szerokim spektrum światła. Każdy, kto byłby świadkiem tego zdarzenia, widziałby wspaniały pokaz na niebie. 

Symulacje numeryczne ewolucji galaktyk sugerują, że takie odpływy mogą wyjaśnić niektóre ważne zagadki kosmologiczne, takie jak ta, dlaczego astronomowie obserwują tak mało dużych galaktyk we Wszechświecie i dlaczego istnieje związek między masą galaktyki a masą jej centralnej czarnej dziury. To badanie pokazuje, że takie potężne odpływy z kwazara powinny występować we wczesnym Wszechświecie.

Naukowcy od dziesięcioleci wiedzą, że istnieje pewien proces fizyczny, który wyłącza powstawanie gwiazd w masywnych galaktykach, ale jego natura pozostawała tajemnicą. Umieszczenie obserwowanych odpływów w tych symulacjach rozwiązuje te wyjątkowe problemy w ewolucji galaktyk.

Astronomowie zbadali 13 odpływów z kwazarów i byli w stanie zanotować czas trwania karkołomnej prędkości gazu przyspieszanego przez wiatr kwazara, patrząc na widmowe „odciski palców” światła z rozjarzonego gazu. Dane UV z Hubble’a pokazują, że te właściwości absorpcji światła stworzone przez materię wzdłuż ścieżki światła zostały przesunięte w widmie poprzez szybki ruch gazu w przestrzeni. Tylko teleskop Hubble’a ma określony zakres czułości na ultrafiolet, który pozwala astronomom uzyskać niezbędne obserwacje prowadzące do tego odkrycia.

Oprócz pomiaru najbardziej energetycznych kwazarów, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, zespół odkrył także inne odpływy przyspieszające szybciej niż jakiekolwiek inne. Wzrosły z prawie 70 mln km/h do ok. 75 mln km/h w okresie trzech lat. Naukowcy są przekonani, że przyspieszenia te będą z czasem rosły.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Quasar Tsunamis Rip Across Galaxies

Źródło: NASA