Kwazary mogą tłumaczyć wygaszanie galaktyk gwiazdotwórczych

Serce kwazara Źródło: NASA

Niektóre z największych galaktyk we Wszechświecie pełne są wygaszonych gwiazd. Jednak prawie 12 miliardów lat temu, wkrótce po powstaniu Wszechświata, te masywne galaktyki były istnymi piecami, w których intensywnie powstawały miliardy gwiazd.

Do dzisiaj tajemnicą jest w jaki sposób te kosmiczne ogniska zwane pyłowymi galaktykami gwiazdotwórczymi stały się martwymi strefami galaktycznymi.

Astronomowie z University of Iowa opublikowali w periodyku Astrophysical Journal swoje rozwiązanie tej zagadki. Według nich kwazary, silne źródła energii skrywające się w sercach galaktyk, mogą być odpowiedzialne za zakończenie procesów tworzenia gwiazd w niektórych pyłowych galaktykach gwiazdotwórczych.

Badania mogą umożliwić nam wytłumaczenie w jaki sposób galaktyki ewoluują z gwiezdnych porodówek do kosmicznych cmentarzy i w jaki sposób różne zjawiska, o których wiemy niewiele – np. kwazary i supermasywne czarne dziury, które przesiadują głęboko we wnętrzach galaktyk – mogą przyspieszać te zmiany.

Naukowcy stworzyli swoją teorię po tym jak zlokalizowali kwazary wewnątrz czterech pyłowych galaktyk gwiazdotwórczych, które wciąż tworzą gwiazdy.


Weź udział w aukcji na rzecz Fundacji Adopcje Malamutów i wygraj unikalny kalendarz ścienny ESO na 2018 rok.


„Owe kwazary mogły odgrywać istotną rolę w uśmiercaniu pyłowych galaktyk gwiazdotwórczych w historii wszechświata”, mówi Hai Fu, profesor na Wydziale Fizyki i Astronomii UI oraz główny autor artykułu. „Dzieje się tak ponieważ kwazary są wystarczająco energetyczne, aby wyrzucać gaz z galaktyki, a gaz stanowi paliwo do procesów gwiazdotwórczych. Dlatego też wydaje nam się, że kwazar jest wiarygodnym mechanizmem, który może tłumaczyć transformację galaktyki gwiazdotwórczej w wymarłą galaktykę eliptyczną.

Kwazary zasadniczo nie powinny być wykrywane w pyłowych galaktykach gwiazdotwórczych ponieważ ich światło powinno być pochłaniane lub blokowane przez gruz będący efektem intensywnej aktywności gwiazdotwórczej – zaznacza Fu.

„Zatem fakt, że dojrzeliśmy takie kwazary wskazuje, że wewnątrz pyłowych galaktyk gwiazdotwórczych jest więcej kwazarów”.

Fu wraz ze swoim zespołem zlokalizował kwazary w marcu 2016 roku za pomocą Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA), sieci radioteleskopów w północnym Chile.

Następnie naukowcy zbadali te kwazary za pomocą innych teleskopów i w zakresie promieniowania od ultrafioletu do dalekiej podczerwieni. Bazując na tych obserwacjach potwierdzili, że są to te same kwazary co obserwowane za pomocą ALMA. Powstało zatem pytanie: Dlaczego te kwazary są widoczne, skoro powinny być skryte za pyłem?

Badacze opracowali własną teorię. Uważają, że owe kwazary wyglądają z głębokich otworów w każdej galaktyce, obszarów pustki pozbawionych pyłu, które pozwalają na ucieczkę promieniowania emitowanego przez kwazaary. Sam kształt tych galaktyk jest niejasny, bowiem nawet ALMA nie jest wystarczająco silna, aby umożliwić wyraźne spojrzenie na te regiony wszechświata, z których obserwowane przez nas światło zostało wyemitowane 12 miliardów lat temu, gdy Wszechświat był siedmiokrotnie młodszy niż obecnie.  Naukowcy spekulują, że galaktyki mają kształt torusa i są zorientowane względem nas tak, że możemy obserwować otwory (a tym samym kwazary) w środku galaktyki.

Teraz naukowcy uważają, że większość kwazarów wewnątrz pyłowych galaktyk gwiazdotwórczych pozostaje poza naszym zasięgiem, ponieważ geometria ułożenia nie pozwala nam dostrzec charakterystycznego otworu. Odkrycie czterech przykładów pyłowych galaktyk gwiazdotwórczych z obserwowalnymi kwazarami nie wydaje się przypadkiem, a wskazuje, że może być ich znacznie więcej.

Źródło: UI