Kosmiczne deszcze wstrzymują wzrost galaktyk

Nowe badania pokazują,w jaki sposób niezwykłe formy kosmicznych "opadów" mogą wpływać na wzrost i ewolucję galaktyk. Przebadano ponad 200 galaktyk pod kątem najnowszych danych z orbitalnego obserwatorium Chandra. Dostarczyły one naukowcom dowodu na to, że kosmiczne opady mogą spowolnić tempo formowania się nowych gwiazd w galaktykach zawierających czarną dziurę.

Źródło: NASA/CXC/Michigan State Univ./G.Voit et al; Optical: NASA/STScI & DSS; H-alpha: Carnegie Obs./Magellan/W.Baade Telescope/Univ.Maryland/M.McDonald
Dzięki danym z Teleskopu Chandra okazało się, że kosmiczne deszcze mogą
powstrzymać lub zwolnić dalsze rozrastanie się galaktyk
. Według naukowców
kluczem jest tutaj osadzanie się gazowej substancji związane z istnieniem
gigantycznych czarnych dziur w centrach galaktyk.

Tzw. kosmiczne deszcze nie mają oczywiście nic wspólnego z pogodą. Jest to
mechanizm pozwalający na schładzanie się gorących obszarów gazu do
niższych temperatur. Taki schłodzony gaz opada następnie na galaktykę.
Naukowcy przebadali promieniowanie rentgenowskie z ponad 200 gromad
galaktyk i uznali, że takie gazowe opady są ważnym wskaźnikiem wpływu
gigantycznych czarnych dziur na rozrost ich galaktyk macierzystych.

Astronomowie wiedzą o tym wpływie już od dawna, jednak nie znali szczegółów
tego procesu. W badaniach przeanalizowano jedne z największych znanych galaktyk, leżących w
samych centrach gromad. Takie galaktyki są zwykle osadzone w rozległych
obłokach gorącego gazu. Gorący gaz powinien się jednak schładzać, a
wówczas powinno powstawać wiele nowych gwiazd. Tymczasem obserwacje wskazują
raczej na to, że coś powstrzymuje ich masowe formowanie
.

Mogą to wyjaśniać leżące w galaktykach, bardzo masywne czarne dziury. W
pewnych warunkach kłęby gazu mogą wyświecać energię i w efekcie tworzyć
chłodniejsze obłoki, które następnie mają tendencję do mieszania się z
gorętszymi. Niektóre z nich formują gwiazdy, ale wiele "opada" na czarną dziurę
zwalniając proces powstawania dżetów wysokoenergetycznych cząstek,
które przeciwstawiają się nadal opadającemu gazowi i ponownie go rozgrzewają.
Nie pozwalają przez to na powstawanie dalszych gwiazd. Tak powstaje
sprzężenie zwrotne utrzymujące w ryzach rozrost całej galaktyki.

Nowe dane z Orbitalnego Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra pozwoliły na
oszacowanie skali czasowej tego procesu - jak szybko gaz może się schładzać,
leżąc w różnych odległościach od czarnej dziury. Dzięki temu można już dość
precyzyjnie przewidzieć pogodę dla każdej galaktyki z czarną dziurą w
centrum. Okazuje się, że pętla sprzężenia zwrotnego może trać nie mniej niż 7
miliardów lat.

Naukowcy doszli także do wniosku, że istnieją też inne galaktyki, w których
kosmiczne opady zupełnie ustały. Dzieje się tak, gdy ich centra są bardzo
silnie rozgrzane, prawdopodobnie na skutek zderzeń z innymi członkami
gromady, które prowadzą do "wysuszenia się" gazu wokół ich czarnych dziur.
Dopiero przyszłe badania wykażą jednak, czy ten sam proces może działać
również w przypadku mniejszych galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej.

Cały artykuł:  Mark Voit et al., Ultraviolet Morphologies and Star-Formation Rates of CLASH Brightest Cluster Galaxies

Liczba odsłon: 1018