Zrod pozorovaného kvasaru - pozorovanie ukazuje, aké sú ich čierne diery a kvasary
Pozorovanie ukazuje, ako čierne diery a kvasary ovplyvňujú ich domáce galaxie
Astronómovia po prvýkrát použili priame pozorovanie zrodu kvazaru pomocou vesmírnych ďalekohľadov Hubble a Spitzer. Kvasary sú mimoriadne vysokoenergetické, a preto veľmi jasne žiariace oblasti okolo čiernych dier v centrách aktívnych galaxií. Vedci zistili, že rýchlosť tvorby hviezd v galaxiách je oveľa vyššia až do zapálenia kvasaru ako potom. Toto je prvýkrát, čo bolo možné priamo demonštrovať, ako čierne diery ovplyvňujú vývoj ich materských galaxií, uviedli vedci vo svojej práci, ktorá bude čoskoro publikovaná v „Astrophysical Journal“.
„Podarilo sa nám pozorovať interakciu medzi čiernou dierou v strede a materskou galaxiou v rozhodujúcom okamihu - narodení kvazaru.“ hovorí Tanya Urrutia, vedkyňa z Leibnizovho ústavu pre astrofyziku v Postupime. „Kvazari hrajú rozhodujúcu úlohu vo vývoji galaxií a určujú vlastnosti masívnych galaxií v našom lokálnom vesmíre, pretože regulujú vzťah medzi materskou galaxiou a rýchlosťou tvorby hviezd.“ Celkovo vedci skúmali 13 svetelných kvazarov vo vzdialenosti asi šesť miliárd svetelných rokov. Pochádzajú z doby, keď bol vesmír zhruba o polovicu starší ako ten súčasný.
Keď sa dve galaxie zlúčia do väčšej, aktívna čierna diera vyžaruje energiu a vinie sa do materskej galaxie a vesmíru. Predchádzajúce pokusy pozorovať kvasary v rozhodujúcej fáze ich narodenia často zlyhali, pretože svetlo kvasarov bolo zatemnené a začervenané značným množstvom prachu. Prach zase absorbuje ultrafialové a optické svetlo a odráža ho späť v infračervených vlnových dĺžkach. Iba teraz zložito uskutočnené pozorovacie kampane pomocou najväčšieho ďalekohľadu na svete („Keck“) umožnili vedcom pozorovať mladé kvasary v štatisticky relevantnom počte.
Najskôr vznik hviezd, potom sa zrodí kvasar
Nová práca ukazuje, ako táto energia ovplyvňuje rýchlosť tvorby hviezd v materskej galaxii a že rýchlosť sa významne znižuje po zapálení kvasaru. V časovej postupnosti všeobecného vývoja galaxie sa zdá, že najaktívnejšia rýchlosť tvorby hviezd sa vyskytuje vždy pred rastom čiernej diery. "Začiatok tvorby hviezd predchádza vznieteniu kvasaru," potvrdzuje Urrutia. Astronómovia tiež skúmali, aké nenáročné sú čierne diery, teda rýchlosť, akou hmota padá do čiernej diery. Pomocou vesmírneho teleskopu Spitzer vedci zistili, že čím je kvasar červenejší, tým viac hmoty absorbuje. Boli svedkami fázy, v ktorej sa galaxie a kvasary vyvíjajú spoločne a v ktorej sú spojené fyzikálne vlastnosti oboch.
Astronómovia predpokladajú, že prechod od mladých galaxií formujúcich hviezdy k starým eliptickým galaxiám, ako ich vidíme dnes v blízkosti našej galaxie Mliečna cesta, závisí vo veľkej miere od čiernych dier v ich stredoch. V oblastiach s množstvom studeného plynu a prachu sa tvoria hviezdy. Je známe, že zlučovanie a zrážky galaxií stimulujú vznik hviezd. Pred prípravou na nedávno zverejnenú prácu astronómovia už vytvorili vzťah medzi hmotou centrálnej čiernej diery a svietivosťou materskej galaxie („magoriánsky vzťah“). Zdá sa, že čierne diery sa vyvíjajú pomalšie v porovnaní s ostatnými procesmi v ich materských galaxiách, ktoré boli uvedené do pohybu zrážkou galaxií. Tento vzťah nebol pozorovaný u mladých kvasarov.
Aj keď kvasary uvoľňujú extrémne energie a je ich možné pozorovať miliardy svetelných rokov, ich fyzická veľkosť je dosť malá - aspoň v porovnaní s ich hostiteľskou galaxiou. Oblasť žiarenia je veľká asi ako naša slnečná sústava, zatiaľ čo galaxia môže mať veľkosť desaťtisíc svetelných rokov. „Je úžasné, že niečo, čo sa stane vo veľmi malom rozsahu, môže toľko ovplyvniť veľkú materskú galaxiu,“ hovorí Urrutia. „Je to, akoby niekto, kto sa hrá s palicou na pláži, ovplyvňoval a určoval správanie všetkých svetových oceánov.“
(Leibnizov inštitút pre astrofyziku Postupim, 28. septembra 2012 - NPO)