Dżety czarnych dziur mogą ogrzewać całe galaktyki

dnia 14/11/2016

582469a0d1b64

Nowe badania przeprowadzone przez grupę astrofizyków kierowaną przez dra K. Dasyra wskazują, że dżety emitowane przez czarne dziury mogą wpływać na procesy gwiazdotwórcze w galaktykach poprzez ogrzewanie olbrzymich ilości gazu znajdującego się nawet bardzo daleko od nich. Wyniki badań opierają się na obserwacjach pobliskiej galaktyki IC5063 wykonanych za pomocą obserwatorium Atacama Large Millimeter Array (ALMA) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO).

Badania przeprowadzono po wcześniejszym odkryciu licznych napędzanych dżetami wiatrów w galaktyce IC5063, wiatrów związanych z supermasywną czarną dziurą znajdującą się w jej centrum. Jakieś 160 milionów lat temu naładowane cząstki (elektrony/protony) zbliżające się do czarnej dziury zostały uwięzione w liniach pola magnetycznego i wyrzucone z potężną prędkością w przeciwnym kierunku tworząc wąski, silny strumień. Ten strumień cząstek, tzw. dżet, przedziera się przez galaktykę na odległość co najmniej 3000 lat świetlnych. Po swojej drodze dżet przecina dysk gazowy napędzając silne wiatry w miejscu, w którym zderza się z obłokami międzygwiezdnymi. Dane zebrane za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu wskazują, że owe wiatry trwały przez ponad pół miliona lat.

Naukowcy przeanalizowali dane zebrane za pomocą ALMA, aby określić czy gaz w tym wietrze różni się czymś od gazu w pozostałych fragmentach obłoków. W tym celu naukowcy przyjrzeli się liniom emisyjnym tlenku węgla CO pochodzących od cząsteczek tworzących gęste obłoki międzygwiezdne, gdzie często zachodzą procesy gwiazdotwórcze, a gdzie temperatura typowo wynosi ~10K.

Naukowcy wykazali, że gaz molekularny zderzający się z dżetem z czarnej dziury jest ogrzewany, a jego temperatura zazwyczaj znajduje się w zakresie 30K do 100K. Istotność tej informacji leży w tym jak ona wpływa na procesy gwiazdotwórcze – cieplejszy i zaburzony ruch gazu opóźnia grawitacyjne zapadanie się obłoków. Co więcej, zapadanie grawitacyjne obłoków jest opóźniane poprzez ich rozpraszanie w momencie uderzenia w nie dżetu rozpędzonych cząstek. Masa gazu molekularnego w wiatrach wynosi co najmniej 2 miliony mas Słońca.

Ze względu na energię pozostawianą przez dżety, gaz molekularny w wiatrach jest bardziej wzbudzony niż w pozostałych fragmentach obłoków. Wyniki uzyskane przez naukowców zachęcają do dalszych badań w tym zakresie, bowiem wskazują, że odkrywanie wiatrów molekularnych będzie dużo łatwiejsze dla odległych galaktyk niż wcześniej uważano. Dzięki temu naukowcy będą w stanie oszacować wpływ wiatrów napędzanych przez dżety z czarnych dziur na rozmiary galaktyk obserwowane w skali kosmologicznej.

Źródło: National University of Athens