Vjetrovi iz crnih rupa mogu utjecati na razvoj okolnih galaksija

Oblaci plina u dalekoj galaksiji ubrzavaju sve brže—više od 16.000 kilometara u sekundi—šireći se među susjednim zvijezdama zbog eksplozija zračenja iz supermasivne crne rupe u središtu galaksije. Ovo otkriće pomaže rasvijetliti način na koji aktivne crne rupe mogu kontinuirano oblikovati svoje galaksije potičući ili gušeći razvoj novih zvijezda.

Tim istraživača predvođenih profesoricom astronomije sa Sveučilišta Wisconsin–Madison, Catherine Grier, i Robertom Wheatleyem otkrio je ubrzavajući plin koristeći višegodišnje podatke prikupljene iz kvazara, posebno sjajne i turbulentne vrste crne rupe, udaljene milijardama svjetlosnih godina u zviježđu Boötes. Svoja su otkrića predstavili na 244. sastanku Američkog astronomskog društva u Madisonu.

Crne rupe u večini galaksija

Znanstvenici vjeruju da su crne rupe smještene u središtu većine galaksija. Kvazari su supermasivne crne rupe okružene diskovima materije koju crna rupa privlači svojom ogromnom gravitacijskom snagom.

“Materijal u tom disku stalno pada u crnu rupu, a trenje tog privlačenja zagrijava disk i čini ga vrlo, vrlo vrućim i vrlo, vrlo sjajnim,” kaže Grier. “Ti kvazari su zaista sjajni, a zbog širokog raspona temperatura od unutrašnjosti do udaljenih dijelova diska, njihovo zračenje pokriva gotovo cijeli elektromagnetski spektar.”

Sjajna svjetlost čini kvazare, gotovo stare koliko i svemir (udaljene čak 13 milijardi svjetlosnih godina), vidljivima, a širok raspon njihovog zračenja posebno je koristan astronomima za proučavanje ranog svemira.

Istraživači su koristili više od osam godina opažanja kvazara nazvanog SBS 1408+544, prikupljenih kroz program Sloan Digital Sky Survey, sada poznat kao Projekt mapiranja reverberacije crne rupe. Pratili su vjetrove sastavljene od plinovitog ugljika otkrivajući svjetlost iz kvazara koja je nedostajala—svjetlost koju je apsorbirao plin. No, umjesto da bude apsorbirana točno na mjestu u spektru koje bi ukazivalo na ugljik, sjena se s svakim novim promatranjem SBS 1408+544 pomicala sve dalje od očekivane pozicije.

“Taj pomak nam govori da se plin kreće brzo i sve brže,” kaže Wheatley. “Vjetar ubrzava jer ga gura zračenje koje se izbacuje iz akrecijskog diska.”

Kozmički vjetrovi, kvazari i zanimljivosti

Znanstvenici, uključujući Grier, sugerirali su da su već primijetili ubrzavajuće vjetrove iz akrecijskih diskova crnih rupa, ali to još nije bilo potkrijepljeno podacima iz više promatranja. Novi rezultati potječu iz oko 130 opažanja SBS 1408+544 tijekom gotovo desetljeća, što je omogućilo timu da s visokom sigurnošću utvrdi porast brzine.

Vjetrovi koji izbacuju plin iz kvazara zanimljivi su astronomima jer predstavljaju način na koji supermasivne crne rupe mogu utjecati na evoluciju galaksija koje ih okružuju.

“Ako su dovoljno energetski, vjetrovi mogu putovati sve do domaće galaksije, gdje bi mogli imati značajan utjecaj,” kaže Wheatley.

Ovisno o okolnostima, vjetrovi kvazara mogli bi vršiti pritisak koji stisne plin zajedno i ubrza rađanje zvijezde u domaćoj galaksiji. Ili bi mogli očistiti taj plin i spriječiti stvaranje potencijalne zvijezde.

“Supermasivne crne rupe su velike, ali su zaista malene u usporedbi sa svojim galaksijama,” kaže Grier. “To ne znači da ne mogu ‘komunicirati’ jedna s drugom, a ovo je način na koji jedna može ‘razgovarati’ s drugom što ćemo morati uzeti u obzir kada modeliramo učinke ovakvih crnih rupa.”