Intenzivno sevanje, ki ga oddajajo aktivne supermasivne črne luknje, lahko zavira nastajanje zvezd ne le v svojih gostiteljskih galaksijah, temveč tudi v drugih galaksijah, oddaljenih več milijonov svetlobnih let, kaže nova študija, ki so jo vodili raziskovalci z Univerze v Arizoni.
Raziskavo je vodil Yongda Zhu, podoktorski raziskovalec na Oddelku za astronomijo in v observatoriju Steward Univerze v Arizoni, rezultate pa so objavili v reviji The Astrophysical Journal Letters. Po njegovih besedah ugotovitve nakazujejo, da se galaksije ne razvijajo vedno izolirano, kot je veljalo v tradicionalnih modelih.
„Dolgo smo domnevali, da se galaksije zaradi velikih razdalj med njimi razvijajo večinoma neodvisno,“ je dejal Zhu. „Naši rezultati pa kažejo, da lahko zelo aktivna supermasivna črna luknja vpliva na nastajanje zvezd v galaksijah, oddaljenih milijone svetlobnih let.“
Kvazarji kot zaviralci rasti zvezd
Supermasivne črne luknje se nahajajo v središčih večine galaksij, vključno z Mlečno cesto. Ko so relativno mirne, so praktično nevidne. Ko pa začnejo intenzivno vsrkavati okoliško snov, se okoli njih oblikuje vroč akrecijski disk, ki oddaja ogromne količine energije. V tej fazi jih astronomi poznajo kot kvazarje.
Takšni objekti lahko oddajajo več sto trilijonovkrat več energije kot Sonce in pogosto zasenčijo celotno galaksijo gostiteljico. Znanstveniki že dolgo vedo, da lahko to sevanje uniči zaloge hladnega plina znotraj lastne galaksije in s tem ustavi lokalno nastajanje zvezd. Vendar doslej ni bilo jasno, ali ta vpliv sega tudi onkraj gostiteljske galaksije.
Presenetljivi podatki teleskopa James Webb
Novo raziskavo je spodbudilo zgodnje opazovanje vesoljskega teleskopa James Webb, ki je pokazalo nepričakovano majhno število galaksij v okolici zelo svetlih kvazarjev v zgodnjem vesolju. To je bilo presenetljivo, saj velike galaksije običajno nastajajo v gostih okoljih.
„Sprva smo bili zmedeni,“ je povedal Zhu. „Zato smo se vprašali, ali galaksije v resnici obstajajo, a jih preprosto ne zaznamo, ker je njihovo nedavno nastajanje zvezd zavrto.“
Da bi preverili to hipotezo, je ekipa preučevala enega najsvetlejših znanih kvazarjev, J0100+2802, ki ga poganja supermasivna črna luknja z maso približno 12 milijard Sonc. Svetloba tega kvazarja prihaja iz časa, ko vesolje še ni bilo staro milijardo let.
Meritve plina kot sled nastajanja zvezd
Z uporabo teleskopa James Webb so raziskovalci analizirali emisije ioniziranega kisika O III, plina, ki je dober pokazatelj zelo nedavnega nastajanja zvezd. Ugotovili so, da imajo galaksije v polmeru približno milijona svetlobnih let od kvazarja bistveno šibkejšo emisijo O III v primerjavi z ultravijolično svetlobo.
Po navedbah avtorjev to kaže na to, da so pogoji za nastajanje zvezd v teh galaksijah porušeni. Intenzivno sevanje kvazarja namreč segreva in razgrajuje molekularni vodik – ključno surovino za nastanek novih zvezd.
„Črne luknje ne le požirajo snov,“ je pojasnil Zhu. „Med aktivno fazo oddajajo tudi izjemno močno sevanje, ki razbije hladne plinske oblake in s tem zmanjša njihovo sposobnost, da tvorijo zvezde.“
Vpliv na medgalaktični ravni
Po mnenju raziskovalcev gre za prvi jasen dokaz, da lahko sevanje kvazarjev vpliva na nastajanje zvezd na medgalaktični ravni, daleč zunaj meja njihove gostiteljske galaksije.
„Prvič vidimo, da se ta učinek razteza na razdalje vsaj milijona svetlobnih let,“ je dejal Zhu. „Kvazarji tako ne zavirajo rasti zvezd le v svojih galaksijah, temveč tudi v sosednjih.“
Takšnih opazovanj brez teleskopa James Webb ne bi bilo mogoče izvesti, poudarjajo avtorji. Svetloba iz tako oddaljenih objektov je zaradi širjenja vesolja raztegnjena v infrardeče valovne dolžine, ki jih starejši teleskopi niso mogli dovolj natančno zaznati.
Raziskovalci ob tem opozarjajo, da je imela verjetno tudi Mlečna cesta v preteklosti svojo kvazarsko fazo. Čeprav danes ni več aktivna, se zastavlja vprašanje, kakšen vpliv je imela ta faza na razvoj naše galaksije in njenega bližnjega okolja.
Ekipa namerava v prihodnje preveriti, ali je ta pojav prisoten tudi okoli drugih kvazarjev, in ugotoviti, kako razširjen je vpliv supermasivnih črnih lukenj na razvoj galaksij v zgodnjem vesolju.
