Studie zjistila, že aktivní černé díry mohou podporovat vznik hvězd

Studie publikovaná 15. září v časopise The Astrophysical Journal zjistila, že aktivně se krmící supermasivní černé díry mohou přispívat ke vzniku hvězd ve svých hostitelských galaxiích, namísto toho, aby jej potlačovaly, což zpochybňuje široce uznávaný pohled na vývoj galaxií.

Výzkumný tým pod vedením Peixin Zhu, doktoranda z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, zkoumal devět blízkých galaxií pomocí přístroje MUSE na dalekohledu Very Large Telescope Evropské jižní observatoře. Ve všech devíti galaxiích tým identifikoval prstence formujících se hvězd ve vzdálenosti zhruba 0,8 až 6 kiloparseků od galaktického středu, spolu s kuželovitými oblastmi ionizovaného plynu a rychlými rázovými vlnami, které vznikají, když energetické výtoky z černé díry narážejí na okolní plynphys+1.

Objevuje se společný vzorec

Studie využila novou trojrozměrnou diagnostickou techniku k oddělení tří odlišných jevů: tvorby hvězd, záření z aktivní černé díry a excitace rázovými vlnami. Jeden konzistentní nález vyčníval napříč celým vzorkem.

„Nejzajímavějším jevem u rázových vln je to, že vždy směřují kolmo k tomu, kam míří výtoky vstřikované černou dírou,“ řekla Zhu. „Je to velmi běžné a vidíme, že se to konzistentně objevuje ve všech devíti galaxiích.“phys

Interpretace týmu byla nezávisle podpořena pozorováními z rentgenového teleskopu NASA Chandra.starlust+1

„Vidíme, že černé díry nejen pohlcují materiál v centrech galaxií, ale aktivně přetvářejí své okolí,“ řekla Lisa Kewley, astrofyzička a ředitelka Center for Astrophysics, která Zhu při výzkumu radila. „Tato práce nám pomáhá pochopit komplexní cyklus zpětné vazby, který hraje důležitou roli ve vývoji galaxií.“cfa.harvard

Přehodnocení zpětné vazby AGN

Panující teorie zpětné vazby AGN tvrdí, že energie uvolňovaná akrecí supermasivních černých děr zahřívá nebo vytlačuje plyn z okolní galaxie, čímž zastavuje tvorbu hvězd. Samostatná studie publikovaná v březnu zjistila, že kvasary mohou potlačovat tvorbu hvězd v sousedních galaxiích vzdálených miliony světelných let. Nová zjištění však naznačují, že vztah je nuancovanější, přičemž aktivita černé díry současně pohání výtoky a vytváří podmínky pro vznik nových hvězd.sciencedaily

„Jakmile jsme je rozlišili, viděli jsme, že nejen akretují věci, ale také je vyvrhují,“ řekla Zhu. „Vstřikování a akrece jsou spolu propojeny.“phys

Výsledky, které vycházejí z teoretických modelů vyvinutých Zhu spolu s Kewley a Ralphem Sutherlandem z Australské národní univerzity, ukazují, že aktivně rostoucí černé díry se zapojují do komplexního cyklu akrece, výtoku a interakce se svými hostitelskými galaxiemi – cyklu, který standardní metody samy o sobě nemusí plně zachytit.arxiv+1