Źródło zdjęcia: Chandra
Nowe zdjęcia wykonane przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra pokazują galaktyki w fazie energetycznej w ich rozwoju. Astronomowie uważają, że jest to tylko etap w dłuższym cyklu, w którym gaz ochładza się, tworząc galaktyki, które następnie łączą się i tworzą supermasywną czarną dziurę. Strumienie gorącego gazu wystrzeliwują z czarnej dziury, usuwając całą materię, dając gazowi szansę na ochłodzenie? a potem cykl zaczyna się od nowa.
Obrazy wykonane przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra NASA ujawniły dwa odległe kosmiczne budowle tętniące aktywnością. To odkrycie pokazuje, jak super masywne czarne dziury kontrolują wzrost masywnych galaktyk w odległym wszechświecie.
Promienie rentgenowskie zostały wykryte z ogromnych chmur cząstek wysokoenergetycznych wokół galaktyk 3C294 i 4C41.17, które są odpowiednio 10 i 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Cząstki energetyczne pozostały z przeszłych zdarzeń wybuchowych, które można prześledzić przez promieniowanie rentgenowskie i strumienie radiowe z powrotem do super masywnych czarnych dziur zlokalizowanych w centrach galaktyk.
„Galaktyki te ujawniają fazę energetyczną, w której super masywna czarna dziura przenosi znaczną energię do gazu otaczającego galaktyki” - powiedział Andrew Fabian z brytyjskiego Uniwersytetu Cambridge, główny autor artykułu 3C294, który pojawi się w nadchodzącym numerze miesięcznika Powiadomienia Royal Astronomical Society. „Wydaje się to mieć kluczowe znaczenie dla wyjaśnienia zagadkowych właściwości dzisiejszych galaktyk, szczególnie tych, które grupują się w duże gromady” - powiedział.
Wyłaniający się obraz przedstawia wielki cykl kosmiczny. Gęsty obszar gazu międzygalaktycznego ochładza się, tworząc kilka mniejszych galaktyk, które łączą się, tworząc większą galaktykę z super masywną czarną dziurą. Galaktyka i jej centralna czarna dziura nadal rosną, dopóki energia wytwarzana przez dżety z okolic żarłocznej czarnej dziury nie zatrzyma opadania materii do czarnej dziury. Miliony lat po ustaniu aktywności odrzutu materia wznowi opadanie do czarnej dziury i cykl rozpocznie się od nowa.
Zarówno 3C294, jak i 4C41.17 znajdują się w obszarach przestrzeni kosmicznej zawierających niezwykle dużą liczbę galaktyk. Gaz i galaktyki otaczające te galaktyki ostatecznie zapadną się, tworząc gromady galaktyk, jedne z najbardziej masywnych obiektów we wszechświecie. Chociaż 3C294 i 4C41.17 wzrosną do gigantycznych rozmiarów, poprzez gromadzenie otaczającej materii, która tworzy setki miliardów gwiazd, ich wzrost nie jest niekontrolowany.
„To tak, jakby natura próbuje narzucić ograniczenie masy na wielkość najbardziej masywnych galaktyk” - powiedział Caleb Scharf z Columbia University w Nowym Jorku i główny autor artykułu 4C41.17, który zostanie opublikowany w czasopiśmie Astrophysical Journal. „Obserwacje Chandra dały nam ważną wskazówkę, jak to się dzieje. Wysokoenergetyczne strumienie dają super masywnym czarnym dziurom większy zasięg, aby regulować wzrost tych galaktyk ”- powiedział.
W modelach 3C294 i 4C41.17 wirujące na gorąco piekła wokół ich super masywnych czarnych dziur wystrzeliwują namagnesowane strumienie cząstek wysokoenergetycznych, które po raz pierwszy zidentyfikowano w teleskopach radiowych. Te dżety, które zostały również wykryte przez Chandrę, zmiotły chmury pyłu i gazu i pomogły w tworzeniu miliardów nowych gwiazd. Zakurzone, formujące gwiazdy chmury 4C41.17, najpotężniejszego źródła promieniowania podczerwonego, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, są osadzone w jeszcze większych chmurach gazu.
Astronomowie niedawno wykorzystali Obserwatorium Kecka do obserwacji tych większych chmur, które mają temperaturę 10.000 stopni. Chmury te są materiałem pozostałym po formowaniu się galaktyki i powinny szybko ostygnąć pod wpływem promieniowania w nieobecności źródła ciepła.
„Co istotne, ciepłe chmury gazu ściśle pokrywają się z największym zakresem emisji promieniowania rentgenowskiego”, powiedział Michiel Reuland z Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornia, współautor artykułu 4C41.17 i artykułu opisującego Obserwatorium Kecka praca. „Wyniki Chandra pokazują, że cząstki o wysokiej energii lub promieniowanie mogą dostarczyć energię niezbędną do rozświetlenia tych chmur”, powiedział.
Większość promieni rentgenowskich z 4C41.17 i 3C294 jest spowodowana zderzeniami elektronów energetycznych z kosmicznym tłem fotonów wytwarzanych w gorącym wczesnym wszechświecie. Ponieważ galaktyki te są daleko, ich obserwowane promieniowanie powstało, gdy wszechświat był młodszy, a tło bardziej intensywne. Efekt ten zwiększa promieniowanie X i pomaga astronomom badać bardzo odległe galaktyki.
NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra. TRW, Inc., Redondo Beach, Kalifornia, jest głównym wykonawcą statków kosmicznych. Centrum rentgenowskie Chandra Smithsonian kontroluje naukę i operacje lotnicze z Cambridge w stanie Massachusetts dla Office of Space Science w siedzibie głównej NASA w Waszyngtonie.
Oryginalne źródło: NASA News Release
