Supermasivne crne rupe utječu na formiranje zvijezda u galaksijama

Tim astronoma otkrio je da supermasivne crne rupe utječu na oblikovanje i razvoj zvijezda.

Formiranje zvijezda iz plinovitih oblaka

Astronomi predvođeni profesoricom Kalliopi Dasyrom s Nacionalnog i Sveučilišta Kapodistrian u Ateni, uz sudjelovanje dr. Thomasa Bisbasa sa Sveučilišta u Kölnu, modelirali su nekoliko emisijskih linija sa teleskopa ALMA i Vrlo velikog teleskopa (VLT) kako bi izmjerili tlak plina u svemirskim oblacima na koje utječu mlazovi čestica.

Nova mjerenja nedavno su opisana u znanstvenom časopisu Nature Astronomy i otkrila su da mlazovi značajno mijenjaju unutarnji i vanjski tlak molekularnih oblaka. Ovisno o tome koji se tlak više mijenja, u galaksiji može doći do kompresije oblaka i poticanja formiranja novih zvijezda, kao i do rasipanja oblaka i odgode nastanka novih zvijezda.

“Naši rezultati pokazuju da supermasivne crne rupe, iako se nalaze u središtima galaksija, mogu utjecati na stvaranje zvijezda u cijeloj galaksiji”, navodi profesorica Dasyra. “Proučavanje utjecaja promjena tlaka na stabilnost oblaka bilo je ključno za uspjeh ovog projekta. Jednom kada se nekoliko zvijezda stvarno formira naletom vjetra, obično je vrlo teško otkriti njihov signal pored signala svih ostalih zvijezda u galaksiji koja ugošćuje vjetar.”

Nova saznanja o formiranju planeta Zemlje

Mlazovi crnih rupa vrše interakciju s gustim oblacima molekularnog plina

Supermasivne crne rupe nalaze se u središtima gotovo svih galaksija, a kada su čestice koje padaju na te crne rupe zarobljene magnetskim poljima, one mogu biti izbačene prema van i putovati daleko unutar galaksija u obliku velikih, snažnih plazmoidnih mlazova.

Ovi mlazovi najčešće su okomiti na galaktičku ravninu, međutim u galaksiji IC 5063, udaljenoj oko 156 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, spomenuti se mlazovi šire unutar galatičkog diska te vrše interakciju s hladnim i gustima oblacima molekularnog plina.

S obzirom na ovu interakciju, u teoriji je moguće da kompresija oblaka u kojeg udara mlaz dovodi do gravitacijske nestabilnosti i stvaranje zvijezda zahvaljujući kondenzaciji plina. U eksperiment koji je opisan u radu, tim je koristio emisiju ugljikovog monoksida (CO), kation formil (HCO+) kojeg je osigurala ALMA, emisiju ioniziranog sumpora te emisiju ioniziranog dušika koju je osigurao VLT. Znanstvenici su potom upotrijebili sofisticirane astrokemijske algoritme kako bi odredili okolične uvjete prilikom istjecanja te uvjete u neposrednom mediju.

Ovi uvjeti govore nam o snazi ​​dalekog ultraljubičastog zračenja zvijezda, brzini kojom nabijene čestice ioniziraju plin te mehaničkoj energiji koju mlazovi predaju plinu. Sužavanje ovih uvjeta otkrilo je gustoće i temperature plina koje opisuju različite dijelove dane galaksije, kao i pritisak koji oni vrše. “Izveli smo više tisuća astrokemijskih simulacija kako bismo pokrili širok raspon mogućnosti u IC 5063,” dodaje koautor dr. Thomas Bisbas sa Sveučilišta u Kölnu i bivši postdoktorski istraživač na Nacionalnoj zvjezdarnici u Ateni.

Objavljena fotografija crne rupe u središtu Mliječne staze

Identificiranje fizičkih parametara oblaka na različitim lokacijama u galaksiji

“Na ovaj bismo način mogli dobiti optimalnu kombinaciju fizičkih parametara oblaka na različitim lokacijama u galaksiji”, smatra koautor Georgios Filippos Paraschos, Ph.D. student na Max Planck institutu za radioastronomiju u Bonnu i bivši student magistara na Nacionalnom i sveučilištu Kapodistrian u Ateni.

Štoviše, tim je izradio mape rečenih parametara u središtu galaksije IC 5063. Mapiranje je omogućilo astronomima da vizualiziraju kako svojstva plina prelaze s jedne lokacije na drugu zahvaljujući protoku mlazova. Sljedeći veliki korak ovog projekta jest uporaba svemirskog teleskopa James Webb za daljnja istraživanja tlaka u vanjskim slojevima oblaka ispitivanjem toplog H2. “Uistinu smo uzbuđeni zbog mogućnosti dobivanja podataka sa svemirskog teleskopa James Webb”, objašnjava profesorica Dasyra, “to će nam oni omogućiti proučavanje interakcije mlaza i oblaka u visoko kvalitetnoj rezoluciji.”

Webb snimio zapanjujući pogled na udaljenu galaksiju

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

Dasyra, K.M., Paraschos, G.F., Bisbas, T.G. et al. Insights into the collapse and expansion of molecular clouds in outflows from observable pressure gradients. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01725-9

Anonymous (22. srpnja 2022.), Supermassive black hole influences star formation, Newsprepare.com (pristup 22. srpnja 2022.)

Anonymous (22. srpnja 2022.), Supermassive black hole influences star formation, University of Cologne, Phys.org (pristup 22. srpnja 2022.)