Astronomowie wskazują, że aktywne jądra galaktyk mogą być zasilane przez łączenie się galaktyk

Naukowcy dzięki danym z teleskopu Euclid odkryli, że aktywne jądra galaktyk, w których znajduje się supermasywna czarna dziura, są zasilane przez łączenie się galaktyk.

Astronomowie od dawna zastanawiali się nad rolą łączenia się galaktyk w zasilaniu aktywnych supermasywnych czarnych dziur w ich wnętrzach. Aby to lepiej zrozumieć, naukowcy z Netherlands Institute for Space Research (SRON), w ramach nowego badania wykorzystali ogromny zbiór danych dotyczących miliona galaktyk, uzyskany dzięki teleskopowi Euclid. Naukowcy odkryli, że ich łączenie odgrywa ważną rolę, a nawet może być głównym czynnikiem wywołującym powstawanie najjaśniejszych czarnych dziur. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”.

Prawie wszystkie większe galaktyki mają w swoich centrach supermasywną czarną dziurę (SMBH). Większość z nich po prostu czai się w ciemności, cicho przyciągając gaz, pył i gwiazdy z otoczenia. Materia ta gromadzi się w dysku akrecyjnym czarnej dziury, zanim opadnie na nią, emitując jedynie niewielką ilość promieniowania, które zdradza lokalizację obiektu.

Niewielka część galaktyk posiada SMBH, które świecą niezwykle jasno lub nawet emitują materiał ze swoich biegunów, te centralne obszary znane są wówczas jako aktywne jądra galaktyk (AGN). Cześć astronomów wysunęła hipotezę, że gwałtowne zderzenia między galaktykami mogą odgrywać ważną rolę w zasilaniu AGN. Wynikające z tego turbulencje mogą powodować gromadzenie się dodatkowej materii w dysku akrecyjnym supermasywnej czarnej dziury, gdzie tarcie i ciśnienie sprawiają, że staje się on wystarczająco gorący, aby niezwykle jasno świecić. W najbardziej ekstremalnych przypadkach aktywne jądra są tak jasne, że całkowicie przyćmiewają swoje galaktyki macierzyste.

Przed wystrzeleniem teleskopu Euclid potwierdzenie tej hipotezy było trudne ze względu na ograniczoną jakość danych i małą liczbę zbadanych obiektów. W ciągu tygodnia teleskop Euclid dostarczył obrazy o wyższej jakości, obejmujące obszar zbliżony do całkowitej powierzchni obserwowanej przez Teleskop Hubble’a w ciągu ponad trzech dekad.

Aby w pełni wykorzystać potencjał pozyskanych danych, naukowcy opracowali nowe narzędzie do dekompozycji obrazów oparte na sztucznej inteligencji, które nie tylko identyfikowało aktywne jądra galaktyk, ale także ich właściwości. Dzięki czemu udało im się potwierdzić hipotezę, że połączenie galaktyk odgrywa ważną rolę w zasilaniu AGN.

„Odkryliśmy, że w aktywne jądra występują dwa razy częściej w galaktykach łączących się, niż pojedynczych. A najjaśniejsze AGN w zdecydowanej większości znajdują się w galaktykach podlegających fuzji” – podkreśla Antonio la Marca z Netherlands Institute for Space Research.

W przypadku młodych, bogatych w pył zderzeń, gdzie aktywne jądra galaktyk są widoczne tylko w podczerwieni, jest ich sześć razy więcej niż w pojedynczych obiektach, a w przypadku połączeń, które dobiegają końca, gdzie materiał już opadł, a AGN są widoczne w promieniowaniu rentgenowskim, jest ich dwa razy więcej.

„Część aktywnych jąder obecnych w pojedynczych galaktykach, mogą tak naprawdę znajdować się w galaktykach już połączonych, które zakończyły chaotyczne etapy fuzji i wyglądają jak jeden obiekt o regularnym kształcie” – podsumowuje Antonio la Marca.

Emil Gołoś