Supermasivní černé díry ovlivňují formaci nových hvězd ve velkých galaxiích

11. 01. 2018

Černé díry Hvězdy Galaxie

U většiny pozorovaných mladých galaxií dochází podle astronomů k intenzivnímu formování nových hvězd. Postupně však míra zrodu nových hvězd klesá, a to i přes existenci dostatečného množství mezihvězdných plynů, ze kterých se hvězdy rodí. Nová studie ukazuje, že hmotnost supermasivní černé díry ve středu galaxie má vliv na to, kdy formace nových hvězd začíná ustupovat. Výsledky vědeckého zkoumání byly publikovány v lednovém čísle magazínu Nature.

Galaxie M82, vařená zaživa vlastním sousedem

Galaxie M82 (Messier 82, NGC 3034, Cigar galaxy) se nachází na noční obloze nedaleko souhvězdí velkého vozu ve vzdálenosti asi 12 milionů světelných let. Ze středu této galaxie unikají obrovská oblaka červených plynů do vzdálenosti až 10 tisíc světelných let. Tato vlákna plynů zřejmě vznikají kombinací slunečních větrů jednotlivých hvězd galaxie M82, které formují tzv. galaktický super vítr. Za vším ale zřejmě stojí blízká sousední galaxie M81, která gravitačně narušuje rovnováhu M82 a způsobuje výrazný nárůst formace nových hvězd u svého souseda a jeho záření v rentgenovém spektru světla. Obě galaxie spolu už miliardy let tančí gravitační balet, který ovlivňuje oba obří objekty. Nakonec zřejmě se zřejmě spojí do jediné obří galaxie, to však potrvá další miliardy let.

Image credit:

Každá velká galaxie má ve svém jádru supermasivní černou díru, která se projevuje svou gravitací, a někdy také radiací, kterou chrlí ze svého okolí do zbytku galaxie. Právě takové aktivní galaktické jádro (AGN, Active Galactic Nucleus) však může stát za snižující se mírou zrodu nových hvězd, protože svou gravitací a radiací narušuje kondenzující se oblaka prachu a plynů, ze kterých hvězdy vznikají. Astronomové tento efekt předpokládali už dávno a dokonce jej započítávali do různých simulací vývoje galaxií, chyběly jim však důkazy získané pozorováním a nevěděli proč se tak galaxie chovají.

Ignacio Martín-Navarro vedl tým astronomů, kteří analyzovali galaxie, u kterých je známá hmotnost jejich centrální černé díry (podle pohybu hvězd blízko středu galaxie). Pro rozpoznání dosavadní evoluce každé galaxie zkoumali spektrum světla dané galaxie, podle kterého usuzovali, jak staré hvězdy by v ní mohly být a jaké je jejich množství. Rozdíly, které našli, však neměly souvislost s tvarem, velikostí ani jinou charakteristikou galaxie, ale právě se supermasivní černou dírou ve středu pozorované galaxie.

Pro galaxie se stejnou hmotností jejich hvězd, ale různými hmotnostmi supermasivních černých děr v jejich středu, byly výsledky různé. Zkoumané spektrum odhalilo, že u galaxií s vyšší hmotností centrální černé díry platí, že formace hvězd ustala dříve než u galaxií s menším jádrem.

Už dříve se astronomové pokoušeli porovnat formaci hvězd se září galaktického jádra, nicméně bez výsledků. Podle Navarra to mohlo být způsobeno tím, že zatímco formace hvězd se mění v průběhu dlouhého časového období, zářivost galaktického jádra je oproti tomu pouze chvilkovou záležitostí.

Přesný mechanismus, kterým supermasivní černé díry ovlivňují formaci hvězd v galaxiích zatím není zřejmý. Existuje množství teorií, které by podobné chování mohly vysvětlovat. Jako nejpravděpodobnější se jeví narušení procesu formování hvězd prostřednictvím gravitace nebo radiace vycházející z černé díry. Podle autorů zmíněné studie budou nutná ještě další pozorování a zkoumání různých galaxií, než tento proces dokáží s jistotou vysvětlit.