Obłoki gazu w galaktyce są wypychane z dużą prędkością między gwiazdy przez promieniowanie z supermasywnej czarnej dziury w jej centrum.
Obłoki gazu w odległej galaktyce są coraz szybciej – z prędkością ponad 16 000 kilometrów na sekundę – wypychane między sąsiednie gwiazdy przez podmuchy promieniowania z supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Odkrycie to pomaga zrozumieć sposób, w jaki aktywne czarne dziury mogą stale kształtować swoje galaktyki, pobudzając lub tłumiąc rozwój nowych gwiazd.
Zespół naukowców pod kierunkiem Catherine Grier, profesor astronomii z Uniwersytetu Wisconsin-Madison, i niedawnego absolwenta Roberta Wheatleya ujawnił ten proces dzięki wykorzystaniu wieloletnich danych zebranych z kwazara – szczególnie jasnego i burzliwego rodzaju czarnej dziury v oddalonego o miliardy lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Wolarza. Wyniki badań zostały opublikowane w „The Astrophysical Journal”.
Badacze 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 jest duża różnica temperatury między wnętrzem a odległymi częściami 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 wyniki ponad ośmiu lat obserwacji kwazara o nazwie SBS 1408+544, zebrane w ramach programu prowadzonego przez Sloan Digital Sky Survey, znanego obecnie jako Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project. Śledzili wiatry składające się z gazowego węgla i wykryli brakujące światło z kwazara – światło, które było pochłaniane przez gaz. Ale zamiast znikać 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 interesują 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 – 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
Więcej informacji:
- Wind from black holes may influence development of surrounding galaxies
- The SDSS-V Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project: C iv Broad Absorption Line Acceleration in the Quasar SBS 1408+544
Źródło: Wisconsin
Na ilustracji: 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
