Nașterea unui quasar observat - observația arată cum găurile negre și quasarele își aparțin
Observația arată cum găurile negre și quasarele își afectează galaxiile de acasă
Astronomii au folosit telescoapele spațiale Hubble și Spitzer pentru a observa direct nașterea unui quasar pentru prima dată. Quasarele sunt regiuni extrem de puternice și, prin urmare, foarte strălucitoare în jurul găurilor negre din centrul galaxiilor active. Cercetătorii au descoperit că rata de formare a stelelor în galaxii este semnificativ mai mare până la aprinderea unui quasar decât după aceea. Aceasta este prima dată când au reușit să demonstreze în mod direct modul în care găurile negre influențează dezvoltarea galaxiilor părinte, relatează cercetătorii în lucrarea lor, care va fi publicată în curând în „Astrophysical Journal”.
„Am reușit să observăm interacțiunea dintre gaura neagră din centru și galaxia mamă în momentul crucial - nașterea unui quasar”. spune Tanya Urrutia, om de știință la Institutul Leibniz pentru Astrofizică Potsdam. „Quasarele joacă un rol crucial în evoluția galaxiilor și determină proprietățile galaxiilor masive din universul nostru local, deoarece acestea reglementează relația dintre galaxia părinte și rata formării stelelor.” Cercetătorii au examinat un total de 13 quasare luminoase la o distanță de aproximativ șase miliarde de ani lumină. Ele provin dintr-un moment în care universul era cam pe jumătate la fel de vechi ca cel actual.
Când două galaxii se îmbină într-una mai mare, gaura neagră activă radiază energie și se învârte în galaxia mamă și în cosmos. Încercările anterioare de a observa quasarii în faza crucială a nașterii lor au eșuat adesea, deoarece lumina quasarurilor a fost întunecată și înroșită de cantități considerabile de praf. La rândul său, praful absoarbe lumina ultravioletă și optică și o reflectă înapoi în lungimi de undă în infraroșu. Doar campaniile de observare acum elaborate cu cel mai mare telescop din lume („Keck”) au făcut posibil ca oamenii de știință să observe tinerii quasari într-un număr relevant din punct de vedere statistic.
Mai întâi formația de stele, apoi nașterea cuasar
Noua lucrare arată cum această energie influențează ratele de formare a stelelor în galaxia mamă și că rata scade semnificativ după aprinderea unui quasar. În secvența temporală a evoluției generale a galaxiilor, se pare că cea mai activă rată de formare a stelelor are loc întotdeauna înainte de creșterea găurii negre. „Începutul formării stelelor precede aprinderea quasarului”, confirmă Urrutia. Astronomii au studiat, de asemenea, cât de vorace sunt găurile negre, adică viteza cu care materia cade în gaura neagră. Cu telescopul spațial Spitzer, cercetătorii au văzut că cu cât este mai roșu un quasar, cu atât absoarbe mai multă materie. Au asistat la o fază în care galaxiile și quasarele evoluează împreună și în care proprietățile fizice ale ambelor sunt legate.
Astronomii presupun că tranziția de la galaxii tinere, care formează stele, la galaxii vechi, eliptice, așa cum le vedem astăzi în vecinătatea Căii Lactee, depinde în mare măsură de găurile negre din centrele lor. Stelele se formează în zone cu mult gaz rece și praf. Se știe că fuziunile și coliziile de galaxii stimulează formarea stelelor. În perioada premergătoare lucrării recent publicate, astronomii stabiliseră deja o relație între masa găurii negre centrale și luminozitatea galaxiei-mamă („relația magorriană”). Se pare că găurile negre se dezvoltă mai lent în raport cu celelalte procese din galaxiile lor părinte, care au fost puse în mișcare de coliziunea galaxiei. Această relație nu a fost observată la quasarii tineri.
Deși quasarii eliberează energii extreme și pot fi văzuți de miliarde de ani lumină, dimensiunea lor fizică este destul de mică - cel puțin în comparație cu galaxia gazdă. Regiunea de radiație are aproximativ dimensiunea sistemului nostru solar, în timp ce galaxia poate avea zeci de mii de ani lumină. „Este uimitor că ceva care se întâmplă la o scară foarte mică poate afecta atât de mult marea galaxie mamă”, spune Urrutia. „Este ca și cum cineva care se joacă cu un băț pe plajă influențează și determină comportamentul tuturor oceanelor lumii”.
(Institutul Leibniz pentru Astrofizică Potsdam, 28 septembrie 2012 - NPO)