Przejdź do treści

Znaleziono młodą populację ukrytych dżetów

Wizja artystyczna galaktyki formującej gwiazdy.

Szukasz fajerwerków na nocnym niebie? Spróbuj sprawdzić odległy Wszechświat, w którym potężne dżety, wyrzucane z supermasywnych czarnych dziur, uderzają w swoje otoczenie, rozświetlając niebo. Chociaż dżety są ukryte za kurtynami gazu i pyłu, nowe badania pokazały niektóre z tych młodych "elektrowni".

Połączenie galaktyka – czarna dziura
W burzliwych jądrach aktywnych galaktyk (AGN) deszcze gazu i pyłu opadają na supermasywne czarne dziury, wyzwalając dżety, które wbijają się w otaczającą materię i rozświetlają w całym spektrum elektromagnetycznym.

Uważa się, że wzrost supermasywnej czarnej dziury jest ściśle związany z ewolucją jej macierzystej galaktyki, a sprzężenie zwrotne, takie jak te dżety, może zapewnić to połączenie. Gdy strumienie zderzają się z gazem i pyłem otaczającym jądro galaktyki, mogą one wywoływać szereg efektów – od fal uderzeniowych, które napędzają powstawanie gwiazd, po usuwanie gazu, co gasi proces powstawania gwiazd.

Aby lepiej zrozumieć związek między supermasywnymi czarnymi dziurami i ich macierzystymi galaktykami, naukowcy szczególnie chcieliby obserwować AGN-y w czasie znanym jako Kosmiczne Południe. Okres ten miał miejsce około 10 mld lat temu i jest czasem, w którym formowanie się gwiazd i wzrost supermasywnych czarnych dziur były najsilniejsze.

Ukryty świat Kosmicznego Południa
Ale jest pewien haczyk: wokół Kosmicznego Południa galaktyki były mocno spowite gęstym gazem i pyłem. Zaciemniająca materia utrudnia naukowcom obserwowanie tych systemów na krótkich długościach fal, takich jak optyczne i rentgenowskie. Zamiast tego - muszą oni wykazać się kreatywnością, szukając celów na innych długościach fal.

Ponieważ emisja AGN jest absorbowana przez otaczający pył i ponownie promieniuje w podczerwieni, naukowcy mogą wykorzystać detektory na podczerwień do znalezienia przesłoniętych, ale świecących, źródeł. Aby odróżnić ukryte skupiska gwiazdotwórcze od ukrytego AGN, szukają oni również zwartego radioźródła – sygnatury wskazującej strumień emitowany z centralnej czarnej dziury.

Nowo wystrzelone dżety przyłapane na gorącym uczynku
Pallavi Patil i jej współpracownicy obserwowali próbkę 155 wybranych źródeł w podczerwieni, a następnie obrazowanych w wysokiej rozdzielczości na Jansky Very Large Array - w celu identyfikacji zwartych źródeł radiowych. Na podstawie obserwacji i modelowania dżetów autorzy pracy szacują właściwości tych źródeł.

Autorzy stwierdzili jaskrawe światło, małe rozmiary i wysokie ciśnienie dżetu – wszystko to sugeruje, że złapali nowo uruchomione strumienie w krótkotrwałej, wyjątkowej fazie ewolucji AGN, gdzie dżety nadal są osadzone w gęstych rezerwuarach gazu ich macierzystej galaktyki. Dżety rozszerzają się powoli, ponieważ muszą ciężko pracować, aby przedostać się przez grube obłoki otaczającej materii. Z czasem dżety prawdopodobnie rozszerzą się na większą skalę i oczyszczą otaczającą materię, powodując, że źródła ewoluują w bardziej klasycznie wyglądające galaktyki radiowe.

Co dalej? Naukowcy pracują obecnie nad badaniem towarzyszącym, aby dalej eksplorować kształty dżetów i ich bezpośrednie otoczenia. Te młode ukryte źródła zapewnią cenne spojrzenie na to, jak supermasywne czarne dziury ewoluują wraz z ich macierzystymi galaktykami.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
A Young Population of Hidden Jets

High-resolution VLA Imaging of Obscured Quasars: Young Radio Jets Caught in a Dense ISM

Źródło: AAS

Na ilustracji: Wizja artystyczna galaktyki formującej gwiazdy, gdy potężne dżety, wyrzucane z centralnej czarnej dziury, zderzają się z otaczającą materią. Źródło: ESO/M. Kornmesser.