Obrazový kredit: Chandra
Nové snímky pořízené rentgenovou observatoří Chandra ukazují galaxie v energetické fázi jejich vývoje. Astronomové se domnívají, že se jedná pouze o fázi delšího cyklu, kdy se plyn ochladí na galaxie, které se poté sloučí a vytvoří superhmotnou černou díru. Proud horkého plynu vystřelil z černé díry a zametl veškerou hmotu, aby měl plyn šanci ochladit se zpět? a pak se cyklus začíná znovu.
Snímky pořízené rentgenovou observatoří Chandra od NASA odhalily dvě vzdálené kosmické staveniště bzučící aktivitou. Tento objev ukazuje, jak super masivní černé díry řídí růst masivních galaxií ve vzdáleném vesmíru.
Rentgenové paprsky byly detekovány z obrovských mraků vysokoenergetických částic kolem galaxií 3C294 a 4C41.17, které jsou 10 a 12 miliard světelných let od Země. Energetické částice byly ponechány z minulých výbušných událostí, které lze vysledovat rentgenovým a rádiovým proudem zpět k super masivním černým otvorům umístěným ve středu galaxií.
"Tyto galaxie odhalují energetickou fázi, ve které super masivní černá díra přenáší značnou energii do plynu obklopujícího galaxie," řekl Andrew Fabian z anglické Cambridge University v Anglii, hlavní autor článku o 3C294, který se objeví v nadcházejícím vydání Měsíčníku Oznámení Královské astronomické společnosti. "Zdá se, že to má zásadní význam při vysvětlování záhadných vlastností současných galaxií, zejména těch, které se seskupují ve velkých shlucích," řekl.
Obrázek, který se objevuje, je velkolepým kosmickým cyklem. Hustá oblast intergalaktického plynu se ochladí a vytvoří několik menších galaxií, které se sloučí a vytvoří větší galaxii s mimořádně velkou černou dírou. Galaxie a její centrální černá díra rostou, dokud energie generovaná proudovými paprsky z blízkosti této nenápadné černé díry nezastaví pád hmoty do černé díry. Miliony let poté, co trysková aktivita ustane, hmota se znovu dostane do černé díry a cyklus začne znovu.
Jak 3C294, tak 4C41.17 sídlí v oblastech vesmíru, které obsahují neobvykle vysoký počet galaxií. Plyn a galaxie obklopující tyto galaxie se nakonec zhroutí a vytvoří shluky galaxií, některé z nejmasivnějších objektů ve vesmíru. Ačkoli 3C294 a 4C41.17 porostou do velikostí chrličů, díky hromadění okolní hmoty, která tvoří stovky miliard hvězd, se jejich růst nekontroluje.
"Je to, jako by se příroda pokoušela stanovit hmotnostní limit na velikost nejmasivnějších galaxií," uvedl Caleb Scharf z Columbia University v New Yorku a hlavní autor článku 4C41.17, který má být zveřejněn v The Astrophysical Journal. "Pozorování z Chandry nám daly důležité vodítko, jak k tomu dochází." Vysoko energetické trysky dávají super masivním černým otvorům prodloužený dosah k regulaci růstu těchto galaxií, “řekl.
V 3C294 a 4C41.17 zahájily horké vířící pekla kolem svých super masivních černých děr magnetizované trysky vysokoenergetických částic, které byly nejprve identifikovány radioteleskopy. Tyto trysky, které také detekovala Chandra, zametly mraky prachu a plynu a pomohly vyvolat vznik miliard nových hvězd. Prašné mraky vytvářející hvězdy 4C41.17, nejsilnějšího zdroje infračerveného záření, jaké kdy byly pozorovány, jsou zabudovány do ještě větších mraků plynu.
Astronomové nedávno pomocí Keckovy observatoře pozorovali tyto větší mraky, které mají teplotu 10 000 stupňů. Tyto mraky jsou zbytkem materiálu z galaxie a měly by se rychle ochladit zářením v nepřítomnosti zdroje tepla.
"Je důležité, že horké plynové mraky se shodují s největším rozsahem rentgenové emise," řekl Michiel Reuland z Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornie, spoluautor na papíře 4C41.17 a papír popisující Keckovu observatoř práce. "Výsledky z Chandry ukazují, že vysokoenergetické částice nebo záření mohou dodávat potřebnou energii k zapálení těchto mraků," řekl.
Většina rentgenů z 4C41.17 a 3C294 je způsobena kolizemi energetických elektronů s kosmickým pozadím fotonů produkovaných v horkém ranném vesmíru. Protože tyto galaxie jsou daleko, jejich pozorované záření vzniklo, když byl vesmír mladší a pozadí bylo intenzivnější. Tento efekt zvyšuje rentgenové záření a pomáhá astronomům studovat extrémně vzdálené galaxie.
Program NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Řídí program Chandra. TRW, Inc., Redondo Beach, Kalifornie, je hlavním dodavatelem kosmických lodí. Rentgenové centrum Smithandian Chandra řídí vědu a letové operace z Cambridge, Massachusetts, pro Office of Space Science, Washington NAS, Washington.
Původní zdroj: NASA News Release
