Czarne dziury jak seryjni zabójcy. Odkrycie rzuca nowe światło na historię kosmosu

Czarna dziura jak kosmiczny drapieżnik. Nowe odkrycie zaskoczyło naukowców

Dotychczas badacze uważali, że galaktyki znajdują się dostatecznie daleko od siebie, że przebiegające w nich procesy tworzenia się gwiazd nie wpływały na siebie nawzajem. Teraz jednak to się zmienia. - Odkryliśmy, że supermasywne czarne dziury potrafią oddziaływać na galaktyki oddalone o miliony lat świetlnych, co oznacza, że ewolucja galaktyk jest raczej skutkiem pracy zespołowej. To zaskakujące - mówi astronom z Uniwersytetu w Arizonie Yongda Zhu. 

Dowiedz się więcej: 

• Naukowcy wykryli ogromną czarną dziurę. "Fascynujące odkrycie"

Zdaniem naukowców pracujących pod przewodnictwem Zhu, gwiazdy tworzą swoisty "galaktyczny ekosystem", którego zmiana w jednym miejscu wpływa na warunki w innym. - Aktywna supermasywna czarna dziura zachowuje się jak głodny drapieżnik, dominujący ten ekosystem - podkreśla Yonga Zhu. - Mówiąc wprost, czarna dziura połyka materię i wpływa na to, że przestają powstawać gwiazdy w sąsiednich galaktykach - wyjaśnia badacz na łamach "The Astrophysical Journal Letters".

Wielka grawitacja, potężne tarcie i kwazary. Tak giną galaktyki

Galaktyki w swym początku są gigantyczną chmurą gazów i innej materii, z której powstają gwiazdy i planety. W ich środku znajdują się supermasywne czarne dziury (np. w centrum drogi mlecznej jest Sagittarius A o masie ponad 4 milionów mas Słońca). Kiedy czarna dziura jest aktywna, ściąga do siebie (żywi się) materią pochodzącą z otaczającej je wirującej chmury zwanej dyskiem akrecyjnym. Grawitacja czarnej dziury generuje w tym dysku potężne siły pływowe zwiększające tarcie, a to z kolei prowadzi do wzrostu temperatury wewnątrz dysku i wywołuje jasny rozbłysk w całym spektrum elektromagnetycznym.

"Ten burzliwy rejon, nazywany Aktywnym Jądrem Galaktycznym (AGN), można obserwować z całego kosmosu jako zjawisko zwane »kwazarem«, często jaśniejszym niż łączne światło każdej gwiazdy w galaktyce macierzystej" - odnotowuje Space.com.

Czarne dziury "zabijają" sąsiednie galaktyki. Naukowcy chcą znaleźć nowe dowody

Wiadomo też, że nie cała materia dysku akrecyjnego trafia do czarnej dziury. Część  dostaje się w okolice jej biegunów , skąd następnie jest wyrzucana w dwóch równoległych strumieniach (dżetach) z szybkościami bliskimi szybkości światła, na odległość rzędu milionów lat świetlnych. Dotychczas uważano, że promieniowanie to wpływa tylko na galaktykę otaczającą kwazara.

Czarne dziury zabijają sąsiadów. Najjaśniejszy kwazar dostarczył dowodów

Od czasu wprowadzenia na orbitę teleskopu Jamesa Webba naukowcy zaobserwowali jednak, że im potężniejsza czarna dziura i jaśniejszy kwazar, tym mniej w jego najbliższym otoczeniu innych galaktyk. Naukowcy zaczęli więc podejrzewać, że najpotężniejsze kwazary mogą nie tylko hamować powstawanie gwiazd w swych galaktykach, ale też przeszkadzać sąsiadom.

Żeby to potwierdzić, naukowcy z Arizony przeanalizowali otoczenie J0100+2802, czyli jednego z najjaśniejszych dotychczas odkrytych kwazarów, istniejącego od czasów, gdy wszechświat miał niecały miliard lat, w którego środku tkwi czarna dziura o masie około 12 miliardów mas Słońc. Po sprawdzeniu okazało się, że w galaktykach w promieniu miliona lat świetlnych jest znacznie mniej zjonizowanego tlenu (występowanie takiej formy pierwiastka oznacza intensywne procesy tworzenia się gwiazd) niż w galaktykach położonych dalej. To sugeruje, że powstawanie gwiazd w galaktykach w bezpośrednim zasięgu J0100+2802 zostało stłumione. 

- Po raz pierwszy mamy dowody na to, że to promieniowanie, generowane przez aktywną czarną dziurę, wpływa na wszechświat na skalę międzygalaktyczną. Kwazary nie tłumią gwiazd tylko w galaktykach gospodarzy, ale także w pobliskich galaktykach w promieniu co najmniej miliona lat świetlnych - dowodzi Yonga Zhu. 

Nowe informacji o powstawaniu galaktyk. Czarne dziury niczym kosmiczni drapieżcy

Amerykańscy naukowcy chcą teraz sprawdzić inne skupiska kwazarów, czy przeanalizować, czy podobne procesy zachodziły także tam. Wszystko, by lepiej zrozumieć historię otaczającej Ziemię Drogi Mlecznej. - Zdajemy sobie sprawę, że supermasywne czarne dziury mogły odegrać znacznie większą rolę w ewolucji galaktyk, niż kiedyś sądziliśmy, działając jako kosmiczni drapieżnicy, wpływając na wzrost gwiazd w pobliskich galaktykach we wczesnym wszechświecie - podkreślił badacz. 

Czytaj także: 

• Czarna dziura rozerwała gwiazdę. Zobacz niezwykłe nagranie
• Naukowcy odkryli supermasywną czarną dziurę. Jest położona niedaleko Drogi Mlecznej

Źródła: Polskie Radio/The Astrophysical Journal Letters/Space.com/mbl