Uważa się, że supermasywne czarne dziury, których masy sięgają od miliona do miliarda mas Słońca, znajdują się w centrach większości galaktyk. Czarne dziury, aby osiągnąć takie rozmiary, musiały przechodzić okresy wzmożonej akrecji masy, w trakcie których widoczne były jako tzw. aktywne jądra galaktyk (AGN) i były szczególnie jasne w zakresie rentgenowskim.
Naukowcy ustalili, że masa czarnych dziur jest związana z całkowitą masą gwiazd znajdujących się w zgrubieniu centralnym galaktyki. Dodatkowo okazało się, że maksimum aktywności procesu akrecji na czarną dziurę zbiegło się z maksimum tempa formowania gwiazd, czyli około 3 miliardy lat temu. Od tego czasu aktywność obu zjawisk systematycznie spada. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że oba te odkrycia są ze sobą związane, jednak naukowcy nie są w stanie podać dobrego wytłumaczenia dlaczego tak jest. Co więcej, badania pojedynczych obiektów pokazują, że takiego związku nie ma, lub nawet jest przeciwny.
Akrecja na czarną dziurę oraz formacja gwiazdowa wymagają dużego zasobu gazu, więc naukowcy mają nadzieję że ich związek może być tym spowodowany. Astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), którzy kierują niniejszym projektem, uważają, że ponieważ formacja gwiazdowa trwa setki milionów lat podczas, gdy akrecja na czarną dziurę może zmieniać się bardzo gwałtownie nawet w ciągu miliona lat, zatem, aby móc oba te zjawiska ze sobą prawidłowo porównać, należy wyznaczyć średnią ze stosunkowo długiego okresu czasu.
Naukowcy przebadali 121 aktywnych galaktyk analizując obserwacje z Teleskopu Kosmicznego Chandra wraz z pomiarami w podczerwieni wykonanymi przez Kosmiczne Teleskopy Spitzera i Herschela. Dane rentgenowskie dostarczają informacji na temat średniej aktywności procesu akrecji, natomiast podczerwień - na temat pyłu ogrzewanego przez młode gwiazdy, który jest proporcjonalny do tempa formowania gwiazd. Na tej podstawie astronomowie znaleźli liniowy związek pomiędzy średnią akrecją na czarną dziurę a średnim tempem formacji gwiazdowej dla galaktyk o różnej jasności. Uzyskane wyniki wskazują na silny związek pomiędzy tymi dwoma procesami aktywności w galaktykach.
Czytaj więcej:
Źródło: Hubert Siejkowski | phys.org
Na zdjęciu: Mozaika zdjęć, NGC 1068, jednej z najbliższych i najjaśniejszych galaktyk, w których zachodzą oba zjawiska: akrecja na czarną dziurę oraz formacja gwiazdowa. Wyniki nowych badań wskazują, że średnio przez długi okres czasu oba te zjawiska zmieniają się w podobnym tempie. Najprawdopodobniej jest to spowodowane tym, że oba zjawiska wymagają dużych zasobów gazu. Dane rentgenowskie z Obserwatorium Chandra są zaznaczona na czerwono, dane optyczne z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a na zielono i radiowe obserwacje z Very Large Array na niebiesko. Źródło: NASA i Chandra
(Tekst ukazał się pierwotnie w serwisie Orion, którego zasoby zostały włączone do portalu Urania)
