Allison Kirkpatrick, profesor fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Kansas ogłosiła swoje odkrycie – „zimne kwazary” – galaktyki z dużą ilością zimnego gazu, które wciąż mogą produkować nowe gwiazdy pomimo tego, że w swoim centrum posiadają kwazara. Tym przełomowym odkryciem obala ona założenia dotyczące dojrzewania galaktyk i może reprezentować nieznaną dotąd fazę cyklu życia każdej galaktyki.
Kwazar, czyli „niby gwiazdowe źródło radiowe”, jest zasadniczo supermasywną czarną dziurą. Gaz opadający w kierunku kwazara w centrum galaktyki tworzy dysk akrecyjny, który może odrzucić zadziwiającą ilość energii elektromagnetycznej, często o jasności setek razy większej niż typowa galaktyka. Tworzenie się kwazara zazwyczaj jest podobne do galaktycznej emerytury i od dawna uważa się, że sygnalizuje koniec zdolności galaktyki do tworzenia nowych gwiazd.
Cały gaz, który gromadzi się w czarnej dziurze, jest podgrzewany i emituje promieniowanie rentgenowskie. Długość fali światła, którą emitujesz, odpowiada bezpośrednio twojej ciepłocie. Na przykład ty i ja emitujemy promieniowanie podczerwone. Ale coś, co emituje promieniowanie X, jest jedną z najgorętszych rzeczy we Wszechświecie. Gaz ten zaczyna akreować na czarną dziurę i rozpoczyna poruszanie się z relatywistycznymi prędkościami; jest też pole magnetyczne wokół tego gazu, które może zostać skręcone. W ten sam sposób, w jaki otrzymujemy rozbłyski słoneczne, dżety materii zostają uwolnione w górę przez linie pola magnetycznego i zostają wystrzelone z czarnej dziury. Dżety te zasadniczo odcinają dopływ gazu do galaktyki, więc nie ma już gazu, który mógłby spaść na galaktykę i utworzyć nowe gwiazdy. Po tym, jak galaktyka przestała formować gwiazdy mówi się, że jest to pasywna martwa galaktyka – powiedziała Kirkpatrick.
Ale w przeglądzie Kirkpatrick około 10% galaktyk, które posiadają supermasywną czarną dziurę w swoim wnętrzu, miało zapas zimnego gazu, pozostałego po wejściu w tę fazę i nadal tworzy gwiazdy.
Allison Kirkpatrick podejrzewała, że „zimne kwazary” w jej badaniu stanowiły krótki okres, który musi zostać uznany w końcowych fazach życia galaktyki.
Takie galaktyki są rzadkie, ponieważ znajdują się w fazie przejściowej – złapaliśmy je tuż przed wygaszeniem procesu formowania się gwiazd w galaktyce, a ten okres przejściowy powinien być bardzo krótki – powiedziała Kirkpatrick.
Kirkpatrick najpierw zidentyfikowała interesujące obiekty w obszarze Sloan Digital Sky Survey (SDSS), najbardziej szczegółowej dostępnej cyfrowej mapie Wszechświata. W obszarze zwanym Stripe 82, Kirkpatrick i jej koledzy byli w stanie wizualnie zidentyfikować kwazary.
Następnie badacze przeanalizowali ten obszar za pomocą teleskopu XMM-Newton i zbadali go w promieniach X. Promieniowanie rentgenowskie jest kluczowym znakiem rosnących czarnych dziur. Potem przebadali go przy użyciu kosmicznego teleskopu Herschela w dalekiej podczerwieni, który może wykryć pył i gaz w galaktyce-gospodarzu. Naukowcy wybrali galaktyki, które mogli obserwować zarówno w promieniowaniu rentgenowskim, jak i podczerwonym.
Kirkpatrick powiedziała, że jej odkrycia dają naukowcom nowe zrozumienie i szczegóły tego, w jaki sposób gaśnie formowanie się gwiazd w galaktykach i obala założenia dotyczące kwazarów.
Kolejnym krokiem astrofizyk będzie określenie, czy faza „zimnego kwazara” ma miejsce w charakterystycznej grupie galaktyk, czy w każdej galaktyce.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło: University of Kansas
Na zdjęciu: Wizja artystyczna przedstawiająca energetycznego kwazara, który oczyścił centrum galaktyki z gazu i pyłu. Źródło: Michelle Vigeant.
