Ova crna rupa ‘izgladnjuje’ svoju domaćinsku galaksiju do smrti

Astronomi su pomoću Svemirskog teleskopa James Webb potvrdili da supermasivne crne rupe mogu oduzeti gorivo koje je potrebno galaksijama za stvaranje novih zvijezda.

---

Međunarodni tim, koji su vodili znanstvenici sa Sveučilišta Cambridge, koristio je Webba kako bi promatrali galaksiju veličine Mliječne staze iz ranog svemira, oko dvije milijarde godina nakon Velikog praska. Kao i većina velikih galaksija, i ova ima supermasivnu crnu rupu u svom središtu. Međutim, ova galaksija je gotovo “mrtva” jer je većinom prestala stvarati nove zvijezde. “Na temelju ranijih promatranja znali smo da je ova galaksija u stanju gašenja: ne stvara mnogo zvijezda s obzirom na svoju veličinu, a pretpostavljamo da postoji veza između crne rupe i kraja formiranja zvijezda,” rekao je jedan od autora, dr. Francesco D’Eugenio iz Kavli instituta za kozmologiju u Cambridgeu. “Ipak, sve dok nismo imali Webba, nismo mogli proučiti ovu galaksiju dovoljno detaljno kako bismo potvrdili tu vezu niti smo znali je li ovo gašenje privremeno ili trajno.”

Galaksija, službenog naziva GS-10578, ali nadimkom “Pablova galaksija” po kolegi koji je odlučio detaljno je promatrati, izuzetno je masivna za tako rani period u svemiru: njezina ukupna masa je oko 200 milijardi puta veća od mase našeg Sunca, a većina njezinih zvijezda formirala se između 12,5 i 11,5 milijardi godina. “U ranom svemiru većina galaksija formira mnoštvo zvijezda, stoga je vrlo zanimljivo vidjeti tako masivnu mrtvu galaksiju u ovom trenutku,” dodao je suautor profesor Roberto Maiolino, također iz Kavli instituta za kozmologiju. “Ako je imala dovoljno vremena da postane ovako masivna, proces koji je zaustavio stvaranje zvijezda vjerojatno se dogodio prilično brzo.”

Webb otkriva izbacivanje plina iz galaksije

Pomoću Webba, istraživači su otkrili da ova galaksija izbacuje goleme količine plina brzinom od oko 1.000 kilometara u sekundi, što je dovoljno da plin pobjegne iz gravitacijskog polja galaksije. Ove brze plinske struje pokreće supermasivna crna rupa u njenom središtu. Kao i u drugim galaksijama s akrecijskim crnim rupama, “Pablova galaksija” ima brze vjetrove vrućeg plina, ali ti oblaci plina su rijetki i imaju malu masu. Webb je, međutim, detektirao novi komponent plinskog vjetra koji raniji teleskopi nisu mogli uočiti. Taj plin je hladniji, što ga čini gušćim i—što je najvažnije—ne emitira svjetlost. Webb, zahvaljujući svojoj vrhunskoj osjetljivosti, može vidjeti ove tamne oblake plina jer blokiraju dio svjetlosti koja dolazi iz galaksije iza njih.

Masa plina koja izlazi iz galaksije veća je od količine potrebne za nastavak formiranja novih zvijezda. U biti, crna rupa izgladnjuje galaksiju i sprečava njezin daljnji razvoj. “Pronašli smo uzrok,” rekao je D’Eugenio. “Crna rupa doslovno ubija ovu galaksiju, držeći je u stanju mirovanja jer prekida dotok ‘goriva’ potrebnog za stvaranje novih zvijezda.” Iako su teorijski modeli već ranije predviđali da crne rupe mogu imati takav učinak na galaksije, prije Webba nije bilo moguće izravno detektirati ovaj fenomen. Raniji modeli sugerirali su da prestanak stvaranja zvijezda u galaksijama dovodi do nasilnih i turbulentnih promjena, što može uništiti njihov oblik. Međutim, zvijezde u ovoj galaksiji, koja je u obliku diska, i dalje se kreću uredno, što pokazuje da takav učinak nije uvijek prisutan.

“Znali smo da crne rupe imaju ogroman utjecaj na galaksije, i moguće je da često zaustavljaju formiranje zvijezda, no prije Webba nismo mogli izravno potvrditi tu hipotezu,” rekao je Maiolino. “Ovo je još jedan primjer kako Webb predstavlja golem iskorak u našoj sposobnosti proučavanja ranog svemira i njegova razvoja.” Nova promatranja s Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA), koja će se fokusirati na najhladnije i najtamnije komponente plina u galaksiji, trebala bi pružiti više informacija o tome postoji li još gorivo za stvaranje zvijezda u ovoj galaksiji te kakav učinak supermasivna crna rupa ima na okolni prostor galaksije.