Czarne dziury wstrzymują formowanie się gwiazd w masywnych galaktykach

Nowe obserwacje, przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), wskazują, że czarne dziury w szybkim tempie wpływają na wstrzymanie powstawania gwiazd w masywnych galaktykach poprzez usuwanie z nich olbrzymich ilości gazu.

Astronomowie z Swinburne University of Technology odkryli, że ponad 90 proc. wiatru galaktycznego składa się z neutralnego gazu (praktycznie niewidocznego w poprzednich badaniach). Odkrycie to jest pierwszym bezpośrednim potwierdzeniem, że supermasywne czarne dziury są zdolne do wstrzymania tworzenia się gwiazd w masywnych galaktykach.

Jak tłumaczą naukowcy, różnica między nowym badaniem a poprzednimi pracami polega na rodzaju obserwowanego gazu – do tej pory możliwe było wykrycie tylko zjonizowanego gazu, który jest ciepły – podczas gdy JWST był w stanie wykryć również gaz neutralny, który jest zimny i trudny do uchwycenia.

Astronomowie z Swinburne University of Technology’s Center for Astrophysics and Supercomputing, pod kierownictwem dr Rebeccki Davies, zaobserwowali potężny wypływ (przepływ materii w dwóch przeciwnych kierunkach) gazu napędzany przez czarną dziurę w odległej masywnej galaktyce o bardzo niskim poziomie formowania się gwiazd. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature.

„Wypływ usuwa gaz szybciej niż gaz jest przekształcany w gwiazdy, co wskazuje, że może on mieć znaczący wpływ na ewolucję galaktyki. Nasze odkrycia dostarczają nowych dowodów wskazujących, że wypływy napędzane przez czarne dziury są w stanie szybko wyłączyć lub wygasić formowanie się gwiazd w masywnych galaktykach” – zaznaczają astronomowie.

Jak tłumaczą badacze, wygaszenie formowania się gwiazd oznacza, że galaktyka przestała tworzyć te obiekty. Zachodzi wówczas transformacja z galaktyki, która aktywnie tworzy gwiazdy, przez co rośnie i zmienia się, do takiej, która jest „martwa” i statyczna. Wygaszanie jest zatem, jak podkreślają naukowcy, fundamentalnym procesem w cyklu życia galaktyk. Jednak wciąż nie rozumieją szczegółów procesu, który prowadzi do tego, że galaktyki przestają formować gwiazdy.

Astronomowie zbadali galaktykę niezwykle odległą od Ziemi, której światło potrzebowało ponad 10 miliardów lat, aby dotrzeć do instrumentów Teleskopu Webba.

Jak podsumowują badacze, aktywne jądra galaktyk (AGN) – supermasywne czarne dziury pochłaniające duże ilości gazu – mogą napędzać wypływy z galaktyk. Najpotężniejsze z nich mogą usunąć cały gaz z galaktyk-gospodarzy w stosunkowo „krótkim” czasie jak na standardy Wszechświata i spowodować zaprzestanie formowania się gwiazd.

Emil Gołoś