Gdzie ukrywają się kwazary?
Nowe badanie pokazuje, że supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk, znane jako kwazary, mogą być czasami zasłonięte przez gęste obłoki gazu i pyłu obecne w ich galaktykach macierzystych.
Podważa to dominujący pogląd, że kwazary ukrywają się jedynie za pierścieniami pyłu w kształcie okręgów otaczających czarne dziury.
Kwazary to niezwykle jasne obiekty zasilane przez czarne dziury pochłaniające otaczającą je materię. Ich potężne promieniowanie może zostać ukryte, jeśli między obserwatorem a kwazarem pojawią się gęste chmury pyłu kosmicznego.
Astronomowie przez długi czas uważali, że ten przesłaniający materiał istnieje tylko w bezpośrednim otoczeniu kwazara, w otaczającym go „pyłowym torusie”.
Zespół naukowców z Durham University znalazł dowody na to, że w niektóre kwazary nie są widoczne, ponieważ zasłaniają je obiekty znajdujące się w ich galaktykach macierzystych.
Korzystając z interferometru radiowego Atacama Large Millimeter Array (ALMA) w Chile, zaobserwowano kwazary, które otoczone są bardzo gęstymi chmurami pyłu i wokół których w intensywnym tempie formują się gwiazdy.
Odkryto, że wiele z nich znajduje się w bardzo gęstych galaktykach, znanych jako „galaktyki gwiazdotwórcze”, o średnicy nie większej niż 3000 lat świetlnych. Galaktyki takie mogą tworzyć ponad 1000 gwiazd podobnych do Słońca rocznie.
Aby uformować tak dużą liczbę gwiazd, galaktyka potrzebuje ogromnej ilości gazu i pyłu, które są ich podstawowym budulcem. W takich galaktykach obłoki gazu i pyłu poruszają się tak szybko i są na tyle gęste, przez szybkie formowanie się gwiazd, że mogą całkowicie zakryć kwazar.
Główna autorka badania Carolina Andonie, doktorantka w Centrum Astronomii Pozagalaktycznej na Uniwersytecie w Durham, powiedziała: „To tak, jakby kwazar był zakopany w swojej galaktyce macierzystej. W niektórych przypadkach otaczająca galaktyka jest tak wypełniona gazem i pyłem, że nawet promieniowanie rentgenowskie nie może się z niej wydostać”.
„Zawsze myśleliśmy, że pyłowy torus wokół czarnej dziury jest jedyną rzeczą, która ukrywa kwazar przed wzrokiem. Teraz zdajemy sobie sprawę, że cała galaktyka może się do tego przyłączyć. Zjawisko to wydaje się występować tylko wtedy, gdy kwazar przechodzi intensywny wzrost”.
Astronomowie szacują, że w około 10-30 proc. bardzo szybko formujących się kwazarów, galaktyka-gospodarz jest w pełni odpowiedzialna za jego ukrycie. Odkrycie to zapewnia nowy wgląd w związek między wzrostem galaktyk a aktywnością czarnych dziur.
Ukryte kwazary mogą reprezentować wczesny etap ewolucji, gdy młode galaktyki, bogate w zimny gaz i pył, napędzają wysokie tempo formowania się gwiazd i wzrostu czarnych dziur.
Współautor badania, profesor David Alexander z Durham University, stwierdził: „To burzliwa, chaotyczna faza ewolucji, gdy gaz i gwiazdy zderzają się i gromadzą w centrum galaktyki. Kosmiczna walka grawitacyjna okrywa mały kwazar kokonem pyłu”.
Ujawnienie tych ukrytych kwazarów pomoże naukowcom zrozumieć związek między galaktykami a supermasywnymi czarnymi dziurami w ich centrach.
Emil Gołoś
