Gwiazdy powstające w dżetach materii z supermasywnych czarnych dziur

Obserwacje prowadzone za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu pozwoliły naukowcom zaobserwować gwiazdy powstające w silnych wypływach materii wyrzucanych z pobliża supermasywnych czarnych dziur zamieszkujących jądra galaktyk.  To pierwszy przypadek zaobserwowania procesów gwiazdotwórczych w tak ekstremalnym środowisku. Odkrycie to niesie za sobą wiele informacji o właściwościach i ewolucji galaktyk. Wyniki badań opublikowano dzisiaj w periodyku Nature.

Grupa europejskich astronomów korzystających z instrumentów MUSE oraz X-shooter zainstalowanych na Bardzo Dużym Teleskopie w Obserwatorium Paranal w Chile obserwowała trwające zderzenie dwóch galaktyk znane łącznie jako obiekt IRAS F23128-5919, a oddalone od nas o około 600 milionów lat świetlnych. Astronomowie zaobserwowali w tym obiekcie niezwykle silne wiatry materii – czy też wypływy – mające swoje źródło w pobliżu supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w centrum południowej galaktyki i odkryli, że także w nich powstają gwiazdy.

Takie galaktyczne wypływy napędzane są przez potężną energię uwalnianą z aktywnych i burzliwych centrów galaktycznych. Supermasywne czarne dziury skrywają się w centrach większości galaktyk, a kiedy pożerają materię rozgrzewają otaczający je gaz i wyrzucają go z galaktyki macierzystej w silnych, gęstych wiatrach materii.

Astronomowie od jakiegoś czasu podejrzewali, że wewnątrz tych wypływów mogą panować warunki pozwalające na powstawanie gwiazd, jednak jak dotąd nikomu nie udało się dostrzec na to dowodów – mówi Roberto Maiolino, kierownik zespołu badawczego z Uniwersytetu w Cambridge. Nasze wyniki są naprawdę ekscytujące ponieważ dowodzą one jednoznacznie, że w tych wypływach powstają gwiazdy.

Celem grupy badaczy było bezpośrednie badanie gwiazd w wypływach jak i otaczającego je gazu. Wykorzystując dwa czołowe instrumenty do spektroskopii na VLT astronomowie mogli bardzo szczegółowo zbadać właściwości emitowanego światła i określić jego źródło.

Promieniowanie emitowane przez młode gwiazdy sprawia, że otaczający je gaz świeci w bardzo charakterystyczny sposób. Wyjątkowa czułość X-shootera pozwoliła badaczom wyeliminować inne możliwe źródła tego światła takie jak chociażby fale uderzeniowe czy aktywne jądra galaktyczne.

Następnie naukowcy bezpośrednio wykryli populację młodych gwiazd wewnątrz wypływu. Gwiazdy te mają zaledwie kilkadziesiąt milionów lat, a wstępna analiza wskazuje, że są gorętsze i jaśniejsze niż gwiazdy powstałe w mniej ekstremalnych warunkach, np. w dysku galaktyki.

Co więcej, astronomom udało się określić ruch i prędkość tych gwiazd. Promieniowanie większości gwiazd w tym rejonie wskazuje, że uciekają one z dużą prędkością z centrum galaktyki – co ma sens zważając na fakt, że są to obiekty zanurzone w strumieniu szybko przemieszczającej się materii.

Helen Russell, współautorka artykułu tłumaczy: Gwiazdy powstałe w wiatrach w pobliżu centrum galaktyki mogą spowolnić i nawet zacząć powracać do centrum galaktyki, jednak gwiazdy powstałe znacznie dalej doświadczają mniej zwalniania i z czasem uciekają całkowicie z galaktyki.

Źródło: ESO