kozmos.hr
Svemir

Crne rupe ‘ubijale’ galaksije u ranom svemiru?

Umjetnički prikaz galaksije u kojoj se plin 'izbacuje' u međugalaktički prostor djelovanjem supermasivne crne rupe u središtu (©STScI).
autor
objavljeno

Djelovanja supermasivnih crnih rupa tijekom rane faze našega svemira mogla su zaustaviti stvaranje novih zvijezda u galaktičkom susjedstvu.

Supermasivne crne rupe i rani svemir

Nova studija pružila je nove dokaze koji govore u prilog tezi da su u ranom svemiru (prije oko 12.5 milijardi godina) supermasivne – mogli bismo čak reći monstruozne crne rupe utjecale na okolne zvijezde i formiranje novih zvijezda te u konačnici ‘ubijale’ formaciju zvijezda u svojem galaktičkom susjedstvu.

Umjetnički prikaz galaksije u kojoj se plin 'izbacuje' u međugalaktički prostor djelovanjem supermasivne crne rupe u središtu (©STScI).
Umjetnički prikaz galaksije u kojoj se plin ‘izbacuje’ u međugalaktički prostor djelovanjem supermasivne crne rupe u središtu (©STScI).

Zvijezde nastaju kada se hladni oblaci plinovitog molekularnog vodika kolabiraju, fragmentiraju i kondenziraju. Proces stvaranja zvijezda još uvijek traje u našoj galaksiji – Mliječnoj stazi – kao i u mnogim drugim galaksijama u svemiru. No, čini se da su neke, poput velikih eliptičnih galaksija, završile svoje stvaranje zvijezda prije milijardi godina.

Astronomi su sumnjali da ‘povratna’ informacija – u obliku snažnog zračenja koje emitira materijal koji se vrti oko supermasivne crne rupe u središtu galaksije – može zagrijati molekularni plin u toj galaksiji i spriječiti je da se uruši u zvijezde. Prema nekima ovo bi moglo rezultirati i potpunim ‘ispuhivanjem’ (tj. izbacivanjem) plina iz galaksije. Takve se galaksije opisuju kao „crvene i mrtve“, jer nakon što se formiranje zvijezda zaustavi, jedine zvijezde koje ostaju su dugovječne, hladne crvene zvijezde.

Utječu li crne rupe na stvaranje zvijezda?

Iako postoji mnogo neizravnih dokaza crne rupe mogu potisnuti nastajanje zvijezda, astronomi još uvijek čekaju konačna promatranja ovog procesa te se nadaju da će u budućnosti razumjeti što se točno događa u ovoj interakciji. U novoj studiji tim istraživača pokazao je da galaksije ranoga svemira koje su prestale stvarati zvijezde posjeduju središnje crne rupe koje su aktivnije od onih u galaksijama koje još uvijek stvaraju zvijezde.

Tim je podatke prikupio pretražujući arhive Cosmic Evolution Surveyja (COSMOS) te na temelju njih testirao hipotezu da su aktivne crne rupe i crvene i mrtve galaksije povezane.

COSMOS arhiv uključuje podatke nekih od najvećih i najmoćnijih teleskopa, kao što su Subaru teleskop na Havajima, radio teleskop Very Large Array u Novom Meksiku, svemirski teleskop Hubble i XMM-Newton X-ray teleskop Europske svemirske agencije.

Istraživanje

Tim je promatrao galaksije kakve su postojale prije 9.5 milijardi do 12.5 milijardi godina, a najstarije analizirane i promatrane galaksije nastale su samo oko 1.3 milijarde godina nakon Velikog praska. Istraživači su tražili rendgenske i radio signale iz aktivnih crnih rupa, ali budući da su ti signali prilično slabi, morali su kombinirati ili ‘slagati’ rendgenske i radijske slike za nekoliko galaksija kako bi poboljšali omjer signala i šuma, a zatim izvodili prosjek kombiniranih podataka.

U središtu je slika regije koju je istražio COSMOS, a u manjim slikama – raspoređenim oko središnje – su galaksije te regije, nastale prije između 9.5 i 12 milijardi godina. Promatrane galaksije su „crvene i mrtve“, tj. ne stvaraju nove zvijezde (©NAOJ).
U središtu je slika regije koju je istražio COSMOS, a u manjim slikama – raspoređenim oko središnje – su galaksije te regije, nastale prije između 9.5 i 12 milijardi godina. Promatrane galaksije su „crvene i mrtve“, tj. ne stvaraju nove zvijezde (©NAOJ).

Tim je otkrio da su crveno-mrtve galaksije imale jaču aktivnost crnih rupa od galaksija koje su još uvijek stvarale zvijezde tijekom istog razdoblja. Iako nova otkrića ne dokazuju da crne rupe uzrokuju gašenje stvaranja zvijezda, podatci ipak jačaju hipotezu jer dokazuju da postoji poveznica između aktivnosti crnih rupa i galaksija koje su crveno-mrtve, tj. ne proizvode nove zvijezde.. Znanstvenici se sada nadaju da će NASA-in svemirski teleskop James Webb, nakon puštanja u operativnu fazu za nekoliko tjedana, pružiti dodatne dokaze i nove spoznaje koje će pomoći rasvijetliti ovaj fenomen.

Koliko zvijezda postoji u svemiru?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Kei Ito et al., „COSMOS2020: Ubiquitous AGN Activity of Massive Quiescent Galaxies at 0 < z < 5 Revealed by X-Ray and Radio Stacking,“ The Astrophysical Journal 929/1 (2022).

Keith Cooper (3. lipnja 2022.), „Monster black holes may have murdered their host galaxies in the early universe,“ space.com (pristup 3. lipnja 2022).

Pratite Kozmos na Google Vijestima.