Supermasywne czarne dziury duszą swoje galaktyki. Im więcej jedzą, tym gorzej

Droga Mleczna, nasza galaktyka to płaski, okrągły dysk składający się z czterystu miliardów gwiazd, krążących wokół gęstego i jasnego centrum, w którym znajduje się supermasywna czarna dziura o masie ponad cztery miliony razy większej od masy Słońca. Owa czarna dziura, znana pod nazwą Sgr A* jest wbrew pozorom bardzo spokojnym obiektem. W odległym wszechświecie jednak naukowcy znajdują galaktyki, w których centrum znajdują się znacznie masywniejsze czarne dziury, które aktywnie pożerają olbrzymie ilości gazu i gwiazd ze swojego otoczenia. Owa aktywność sprawia, że centrum takiej galaktyki widoczne jest z najdalszych ostępów widocznego wszechświata.
Supermasywne czarne dziury duszą swoje galaktyki. Im więcej jedzą, tym gorzej

Kiedy supermasywna czarna dziura jest otoczona dużą ilością materii, nie jest w stanie naraz całej tej materii pochłonąć, dlatego część wzdłuż linii pola magnetycznego czarnej dziury porusza się ku jej biegunom, skąd wystrzeliwana jest w przestrzeń międzygalaktyczną z prędkością bliską prędkości światła. Siłą rzeczy pędzący przez przestrzeń międzygwiezdną strumień materii tego typu wpływa na swoje bezpośrednie otoczenie, a tym samym na kształt galaktyki, z której pochodzi. Pędzący w przestrzeni międzygwiezdnej dżet relatywistyczny wprowadza wszak silne zaburzenia w strukturę obłoków pyłowych i gazowych i przy okazji wyciąga część tej materii ze sobą na zewnątrz galaktyki.

Czytaj także: Czarna dziura w naszej Galaktyce przecieka. To pozostałość po dawnym potężnym zjawisku

Ostatnio naukowcy postanowili się nieco dokładniej przyjrzeć właśnie takim dżetom emitowanym z otoczenia supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w centrum Galaktyki Filiżanki.

Warto zwrócić tutaj uwagę na różne konsekwencje takiej aktywności. Jeżeli dżet materii ogrzewa swoje otoczenie, to ogrzewa obłoki pyłowe, które kiedy składały się z zimnego pyłu i gazu mogły stanowić materiał na nowe gwiazdy. Z ogrzanego w ten sposób obłoku gwiazd już nie będzie. Efekt jest taki, że zbyt silny dżet relatywistyczny może wstrzymać procesy gwiazdotwórcze w galaktyce macierzystej i sprawić, że galaktyka zacznie się starzeć. Gwiazdy już istniejące będą powoli umierały, a nie będą ich zastępowały gwiazdy kolejnych pokoleń.

Najnowsze symulacje wskazują, że słabsze dżety, które nie są widoczne w zakresie promieniowania radiowego, wcale nie są dla potencjalnej galaktyki bezpieczne. W artykule naukowym autorstwa Christiny Raos Almeidy z Instytutu Astrofizyki na Wyspach Kanaryjskich możemy przeczytać, że także pozornie ciche dżety mogą skutecznie zaburzać dynamikę gazów w galaktyce wpływając istotnie na jej ewolucję.

Czytaj także: ALMA: najpotężniejszy teleskop w historii nauki

Doskonałym przykładem takich interakcji jest to co się dzieje w Galaktyce Filiżanki.

Galaktyka Filiżanki, znana także pod nazwą Teacup AGN (AGN, aktywne jądro galaktyczne) lub numerem katalogowym SDSS J1430+13139 to bardzo charakterystyczny kwazar, który charakteryzuje się bardzo nietypową strukturą. Z galaktyki wystaje bowiem swego rodzaju pętla zjonizowanego gazu, która przy zmrużeniu oka przypomina ucho filiżanki.

Źródło: HST/ALMA/VLA/M. Meenakshi/D. Mukherjee/A. Audibert

Obserwacje przeprowadzone za pomocą interferometru radiowego Atacama Large Millimeter Array (ALMA) na płaskowyżu Chajnantor w Chile na wysokości 5000 m n.p.m. wskazują, że owa galaktyka oddalona od nas o 1,3 miliarda lat świetlnych także doświadcza poważnych zaburzeń spowodowanych dżetami materii emitowanymi z biegunów supermasywnej czarnej dziury. Owe dżety także ogrzewają materię międzygwiezdną i prowadzą do zwiększania prędkości cząstek gazu w galaktyce. Efekt jest taki, że z tak ogrzanego gazu… też gwiazd nie będzie.

Co ciekawe, emitowany z centrum galaktyki dżet największy wpływ na galaktykę miał nie na czele dżetu, ale właśnie w kierunku do niego prostopadłym. Naukowcy wskazują bowiem, że tak naprawdę to nie sam dżet „miesza” w galaktyce, a fala uderzeniowa powstająca wokół dżetu. To ona spręża i podgrzewa gaz w otoczeniu. W przypad

„Jest to spowodowane wstrząsami wywołanymi przez bańkę napędzaną odrzutowcem, która nagrzewa się i wydmuchuje gaz” – powiedziała główna autorka badań i astronom IAC Anelise Audibert w komunikacie prasowym (otwiera się w nowej karcie). Okazuje się, że nawet odrzutowce o małej mocy mają wpływ — zależy to tylko od tego, dokąd zmierzają.