Burzliwe zdarzenia w odległych galaktykach zwiastują koniec formacji w nich gwiazd. Najnowsze badania pomagają odpowiedzieć na pytanie dlaczego najbardziej masywne galaktyki zaprzestały wzrostu kilka miliardów lat po Wielkim Wybuchu.

Astronomowie z University of Durham i Universite Paris korzystając z hawajskiego teleskopu Gemini odkryli potężne wypływy energii, podgrzewające gaz w odległych galaktykach. Gwiazdy mogą powstawać tylko wtedy, gdy obłok gazu ma na tyle małą energię, aby grawitacja mogła spowodować jego zapadanie się.

Astronomowie chcieli dowiedzieć się dlaczego największe tempo powstawania gwiazd w masywnych galaktykach zakończyło się 10 do 12 miliardów lat temu. Przez długi czas podejrzewano, że odpowiedzialne są za to ogromne ilości promieniowania pochodzące ze znajdujących się w jądrach galaktyk aktywnych supermasywnych czarnych dziur oraz fale uderzeniowe pochodzące z wybuchających supernowych, jednak do tej pory nie było na to twardych dowodów.

Celem obserwacji teleskopu Gemini była galaktyka oznaczana jako SMM J1237+6203, znajdująca się w odległości 10 miliardów lat świetlnych. Należy do rodzaju galaktyk oznaczanych jako ULRIG (Ultra Luminous Infrared Galaxy – ultrajasne galaktyki podczerwone), które są w fazie intensywnych procesów gwiazdotwórczych. W ich powstają duże ilości pyłu, który przesłania supermasywną czarną dziurę. Obiekty tego typu uważane są za ważna fazę ewolucji galaktyk. Istniały w czasie, gdy czarne dziury rosły znacząco, a proces formacji gwiazd jeszcze nie zakończył się na wielka skalę.

Gaz wewnątrz SMM J1237+6203 porusza się z prędkością dochodzącą do 900 kilometrów na sekundę, jest podgrzewany i wydmuchiwany przez wybuchowy wypływ energii. Szacowana moc potrzebna do podtrzymania tego wypływu wynosi 10^37 wata. Energia tego wypływu pasuje do przewidywań, jednak dopiero trzeba ustalić jak duża jego część pochodzi z czarnej dziury, a jaka z wybuchów supernowych

Z pomiarów jednak wynika, że nie jest dostatecznie silny, aby wydmuchiwać gaz poza galaktykę, otwartym problemem jest także co uniemożliwia ponowne schłodzenie się gazu i powstawanie nowych gwiazd. Być może wypływ trwa dłużej niż się przewiduje. Wcześniejsze badania wskazywały że wypływ energii, nawet jeśli nie gaz sam w sobie, docierał do ośrodka międzygalaktycznego. Latem 2009 roku poddano badaniom “krople” wodoru, obserwowane w dalekim wszechświecie. Okazało się że są to obłoki o rozmiarach rzędu pół miliona lat świetlnych, będące pozostałościami po formowaniu się galaktyk. Obłoki te skrywają rozrastające się galaktyki, zawierające rosnące czarne dziury oraz w których odbywa się proces gwiazdotwórczy. Wypływ napromieniowywał gaz, powodując jego rozgrzewania się i emisję promieniowania rentgenowskiego.

Plany zakładają poszukiwanie innych galaktyk, w których wypływ energii będzie obecny. “Sądzimy, że podobne wypływy zatrzymały wzrost innych galaktyk we wczesnym wszechświecie poprzez wydmuchanie materiału potrzebnego do powstawiania gwiazd” – stwierdził Dave Alexander, jeden z astronomów prowadzących obserwacje.

Autor

Grzegorz Gajda