Od dziesięcioleci astronomowie obserwują supermasywne czarne dziury (SMBH) w centrach większości dużych galaktyk. Te SMBH okresowo zużywają materię i emitują potężne strumienie energii i cząstek. Niedawne badania pokazują, jak aktywność ta aktywnie hamuje powstawanie gwiazd w galaktykach spiralnych – zjawisko, które wcześniej było tylko ogólnie rozumiane.
Dżety oscylacyjne: nowy mechanizm regulacji galaktycznej
Naukowcy badający galaktykę VV 340A odległą o 450 milionów lat świetlnych odkryli, że jej centralny SMBH emituje wyjątkowy, oscylujący dżet. W przeciwieństwie do zwykłych emisji, które albo podgrzewają otaczający gaz, albo go kompresują, powodując narodziny gwiazd, ten dżet działa jak „kosmiczny buldożer” z siłą wypychając gaz potrzebny nowym gwiazdom. Wyniki zaprezentowano na zimowym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Astrofizyk Justin Kader wyjaśnia, że emisje czarnych dziur zazwyczaj dzielą się na dwie kategorie: reżim radiacyjny, w którym rozszerzają się gorące dyski akrecyjne, oraz reżim napędzany strumieniem, w którym skupione dżety ściskają chmury gazu. VV 340A jest przeciwieństwem obu tych modeli. Jego strumień nie jest prosty, ale ma kształt litery „S”, a jego działanie jest radykalnie odmienne.
Anomalia VV 340A: Odrzutowiec poprzedzający w akcji
VV 340A jest częścią systemu łączącego się z VV 340B, tworząc charakterystyczną niebiańską konfigurację. Orientacja krawędziowa VV 340A umożliwiła naukowcom skuteczne badanie jego centralnego obszaru. Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, odkryli bezprecedensową chmurę przegrzanej plazmy rozciągającą się na prawie 20 000 lat świetlnych. Dalsze obserwacje potwierdziły, że plazma została wyrzucona z dużą prędkością, zgodną z oscylującym strumieniem SMBH.
Ta oscylacja, czyli precesja, przypomina ruch bączka lub zraszacza ogrodowego. Gdy SMBH się obraca, jej dżet przelatuje przez przestrzeń, wypychając gaz tworzący gwiazdy z prędkością około 20 mas Słońca rocznie. Naukowcy szacują, że proces ten może skrócić czas powstawania gwiazd w VV 340A o około 250 milionów lat.
Nierozwiązane pytania: podwójne czarne dziury czy niestabilność dysku?
Przyczyna precesji odrzutowca pozostaje niejasna. Zaproponowano dwie główne możliwości: niestabilność dysku akrecyjnego (gdzie nagromadzenie gazu zakłóca dysk) i obecność układu podwójnego SMBH. Jeśli dwie czarne dziury krążą wokół siebie, ich oddziaływanie grawitacyjne może spowodować, że dżet wiruje jak wąż. Chociaż nie ma bezpośrednich dowodów na istnienie binarnych SMBH, pozostaje to mocną hipotezą.
Astronom Andrew Fabian zauważa, że dżety poprzedzające emisję gazów to nowe odkrycie. Wyraźniejsze obserwacje z przyszłych teleskopów, takich jak rzymski teleskop kosmiczny Nancy Grace należący do NASA, mogą pomóc w rozwiązaniu tej zagadki. Naukowcy zidentyfikowali już 32 podobne galaktyki do dalszych badań, chcąc zrozumieć, w jaki sposób łączenie się galaktyk wpływa na powstawanie gwiazd.
Rozumiejąc, w jaki sposób SMBH regulują powstawanie gwiazd, naukowcy zyskują głębszą wiedzę na temat ewolucji galaktyk i procesów kształtujących Wszechświat.
Odkrycie to podkreśla złożone interakcje pomiędzy czarnymi dziurami i ich galaktykami macierzystymi, potwierdzając pogląd, że SMBH odgrywają ważną rolę w kontrolowaniu wzrostu galaktyk.
