Wcześniej sądzono, że zderzenia między galaktykami z pewnością przyczynią się do aktywności masywnych czarnych dziur w ich centrach. Jednak naukowcy przeprowadzili najdokładniejsze symulacje szeregu scenariuszy kolizji i odkryli, że niektóre zderzenia mogą zmniejszyć aktywność ich centralnych czarnych dziur. Powodem jest to, że niektóre zderzenia czołowe mogą w rzeczywistości oczyścić galaktyczne jądra materii, które w przeciwnym razie napędzałyby zawarte w nich czarne dziury.
Kiedy myślimy o olbrzymich zjawiskach, takich jak zderzenia galaktyk, kuszące może być wyobrażenie sobie tego jako jakiegoś kosmicznego kataklizmu, w którym gwiazdy rozbijają się i eksplodują oraz niszczą na ogromną skalę. W rzeczywistości jest to bliższe połączeniu się pary obłoków, zwykle większego pochłaniającego mniejszy. Jest mało prawdopodobne, aby jakiekolwiek gwiazdy w nich się zderzały. Jednak kolizje galaktyk mogą mieć ogromne konsekwencje.
Galaktyki zdarzają się na różne sposoby. Czasami mała galaktyka zderza się z zewnętrzną częścią większej i albo przechodzi przez nią albo łączy się, w obu przypadkach wymieniając po drodze wiele gwiazd. Ale galaktyki mogą również zderzać się czołowo, gdzie mniejsza zostaje rozerwana przez przytłaczające siły pływowe większej. Właśnie w tym scenariuszu w jądrze galaktyki może się wydarzyć coś bardzo interesującego.
W sercu większości galaktyk znajduje się masywna czarna dziura (MBH). Odkąd astronomowie badali galaktyczne zderzenia, zakładali, że kolizja zawsze dostarcza paliwa dla masywnych czarnych dziur w postaci materii w jądrze. I że to paliwo będzie zasilało MBH, znacznie zwiększając jej aktywność, którą widzielibyśmy między innymi jako promieniowanie UV i rentgenowskie. Jednak teraz mamy dobry powód, aby sądzić, że ta sekwencja zdarzeń nie jest nieunikniona i że w rzeczywistości czasami może być odwrotnie – powiedział Yohei Miki z Uniwersytetu Tokijskiego.
Wydaje się logicznym, że kolizje galaktyk tylko zwiększyłyby aktywność MBH, ale Miki i jego zespół byli ciekawi tego poglądu. Stworzyli bardzo szczegółowe modele scenariuszy galaktycznych kolizji i uruchomili je na superkomputerach. Zespół był zadowolony, widząc, że w pewnych okolicznościach zbliżająca się mała galaktyka może faktycznie usunąć materię otaczającą masywną czarną dziurę w większej galaktyce, co zmniejszyłoby jej aktywność, zamiast ją zwiększyć.
Obliczyliśmy dynamiczną ewolucję materii gazowej w kształcie torusa, która otacza MBH. Gdyby zbliżająca się galaktyka przyspieszyła ten torus powyżej pewnego progu określonego przez właściwości masywnej czarnej dziury, wówczas materia zostałaby wyrzucona, a MBH zagłodzona. Te wydarzenia mogą obejmować około miliona lat, chociaż nadal nie jesteśmy pewni, jak długo może trwać tłumienie aktywności MBH – powiedział Miki.
Badania te mogą pomóc nam zrozumieć ewolucję naszej własnej Drogi Mlecznej. Astronomowie są przekonani, że nasza galaktyka zderzyła się już wcześniej z wieloma mniejszymi galaktykami.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
When galaxies collide. Models suggest galactic collisions can starve massive black holes
Destruction of the central black hole gas reservoir through head-on galaxy collisions
Źródło: University of Tokyo
Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca wyrywanie gazu z jądra galaktycznego. Źródło: Miki i inni.