Kwazarowe tsunami odpowiada za powstawanie masywnych galaktyk
Badaczom korzystającym z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a udało się odkryć najbardziej energetyczne wypływy materii kiedykolwiek obserwowane we wszechświecie. Owe wypływy pochodzą z otoczenia kwazarów i przemierzają przestrzeń międzygwiezdną niczym tsunami, siejąc istne zniszczenie w swoich galaktykach macierzystych.
Kwazary to niezwykle odległe obiekty kosmiczne, emitujące ogromne ilości energii. We wnętrzach kwazarów znajdują się supermasywne czarne dziury napędzane opadającą na nie materią, która może być nawet 1000 razy jaśniejsza od całej galaktyki zawierającej przecież setki miliardów gwiazd.
Podczas gdy czarna dziura pochłania materię, otaczający ją gorący gaz emituje intensywne promieniowanie, które widoczne jest z kosmicznych odległości jako kwazar. Wiatry zasilane wysokim ciśnieniem promieniowania z otoczenia czarnej dziury, odpychają materię od centrum galaktyki. Wypychana promieniowaniem materia osiąga prędkości rzędu kilku procent prędkości światła.
Żadne inne zjawisko nie uwalnia tak dużo mechanicznej energii. W trakcie 10 milionów lat, wypływy kwazarowe emitują milion razy więcej energii niż błysk promieniowania gamma. Ilość energii mechanicznej emitowanej przez wypływy jest kilkaset razy większa od jasności całej Drogi Mlecznej - mówi Nahum Arav z Virginia Tech w Blacksburgu.
Wiatry kwazarowe rozwiewają się po całym dysku galaktyki. Materia, z której potencjalnie mogły powstać nowe gwiazdy wywiewana jest z wewnętrznych rejonów galaktyki ku jej obrzeżom, przez co w bezpośrednim otoczeniu kwazara ustają procesy gwiazdotwórcze.
Gdy takie swoiste kosmiczne tsunami uderza w materię międzygwiezdną, temperatura na czele fali uderzeniowej wzrasta do miliardów stopni, a materia zaczyna świecić najpierw w zakresie rentgenowskim, a następnie w pozostałych częściach widma.
Symulacje numeryczne ewolucji galaktyk wskazują, że takie przemieszczanie się materii może tłumaczyć dlaczego obserwujemy tak niewiele dużych galaktyk we wszechświecie oraz skąd się bierze związek między masą galaktyki a masą jej centralnej czarnej dziury.
Tak obserwatorzy jak i teoretycy wiedzą od dziesięcioleci, że musi istnieć jakiś proces fizyczny, który hamuje powstawanie nowych gwiazd w masywnych galaktykach, ale jak dotąd nie wiedzieliśmy co to za proces. Wprowadzenie zaobserwowanych przez nas wypływów materii do symulacji w całości rozwiązuje tę zagadkę - mówi Jeremiah P. Ostriker z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku.
W trakcie swoich badań, astronomowie zbadali 13 różnych kwazarów, w których udało im się zmierzyć prędkości gazu przyspieszanego przez wiatry kwazarowe. Aby tego dokonać badacze musieli przeanalizować ślady w widmie świecącego gazu. Dane w zakresie ultrafioletu zebrane przez Hubble'a pokazały, że charakterystyczne linie absorpcyjne materii znajdującej się wzdłuż linii wzroku zostały znacząco przesunięte, co oznacza, że materia przesuwa się z bardzo dużą prędkością. Tylko Hubble jest w stanie obserwować zakres ultrafioletowy z dokładnością pozwalającą na powyższe odkrycie.
Poza zmierzeniem najbardziej energetycznych kwazarów, badacze odkryli jeden przyspieszający bardziej niż pozostałe.
W ciągu zaledwie trzech lat materia w nim przyspieszyła z 69 mln km/h do 75 mln km/h
Naukowcy podejrzewają, że jej prędkość wciąż będzie rosła.
Obserwacje w ultrafiolecie prowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a pozwalają nam śledzić różne zakresy energii emitowanej przez kwazary, od chłodniejszego do ekstremalnie gorącego i zjonizowanego gazu. Tak silne wiatry kwazarowe mogą nam powiedzieć bardzo dużo o związku między wzrostem supermasywnej czarnej dziury a rozwojem całej galaktyki, w której się ona znajduje - mówi Gerard Kriss z Instytutu Teleskopu Kosmicznego w Baltimore.
Wyniki swoich badań naukowcy opublikowali właśnie w periodyku Astrophysical Journal Supplements.
