Gwiazdy zrodzone w wiatrach supermasywnych czarnych dziur
Obserwacje przy pomocy należącego do ESO teleskopu VLT ukazały gwiazdy formujące się wewnątrz potężnych wypływów materii wyrzucanych z supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk. Są to pierwsze potwierdzone obserwacje gwiazd powstających w tego typu ekstremalnym otoczeniu. Odkrycie ma liczne konsekwencje dla zrozumienia własności i ewolucji galaktyk. Wyniki opublikowano w czasopiśmie "Nature".
Kierowana przez Brytyjczyków grupa badawcza astronomów użyła instrumentów MUSE i X-shooter na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile do zbadania trwającego zderzenia pomiędzy dwoma galaktykami, zwanymi pod wspólną nazwą IRAS F23128-5919, położonymi około 600 milionów lat świetlnych od Ziemi. Naukowcy obserwowali gigantyczne wiatry - wypływy materii - które... z pobliża supermasywnej czarnej dziury w sercu pary południowych galaktyk. Uzyskali pierwszy wyraźny dowód na to, że obszarze tym powstają gwiazdy.
Tego typu galaktyczne wypływy materii są napędzane olbrzymimi emisjami energii od aktywnych i turbulentnych centrów galaktyk. Supermasywne czarne dziury skrywają się w jądrach większości galaktyk, a gdy zagarniają materię, rozgrzewają także otaczający je gaz i wyrzucają go z galaktyki macierzystej w formie potężnych, gęstych wiatrów.
- Astronomowie sądzili od pewnego czasu, że warunki panujące w tych wypływach mogą być odpowiednie dla procesów gwiazdotwórczych, ale do tej pory nikt nie zaobserwował co faktycznie się tam dzieje, z powodu iż jest to bardzo trudne do obserwacji. Nasze wyniki są ciekawe, ponieważ bezsprzecznie pokazują, że wewnątrz tych przepływów powstają gwiazdy - powiedział kierownik zespołu Roberto Maiolino z University of Cambridge.
Grupa przeprowadziła badania w celu zbadania gwiazd w przepływach bezpośrednio, a także otaczającego je gazu. Dzięki dwóm z wiodących na świecie instrumentów spektroskopowych na VLT, czyli MUSE oraz X-shooter, udało się przeprowadzić bardzo szczegółowe badania własności emitowanego światła, aby ustalić jego źródło.
Promieniowanie od młodych gwiazd jest znane z tego, że powoduje świecenie pobliskiego gazu w specyficzny sposób. Ekstremalna czułość X-shooter pozwoliła zespołowi wykluczyć inne możliwe przyczynę tego świecenia, w tym fale uderzeniowe w gazie, czy aktywne jądro galaktyki.
Grupa dokonała następnie bezpośredniej detekcji niemowlęcej populacji gwiazdowej wewnątrz przepływu. Uważa się, że te gwiazdy mają mniej niż kilkadziesiąt milionów lat, a wstępne analizy sugerują, że są gorętsze i jaśniejsze niż gwiazdy uformowane w mniej ekstremalnym otoczeniu, np. w dysku galaktycznym.
Jako dodatkowy dowód astronomowie określili ruch i prędkość tych gwiazd. Światło od większości gwiazd w tym rejonie wskazuje, że poruszają się z olbrzymimi prędkościami w stronę od centrum galaktyk - co ma sens dla obiektów uchwyconych w strumieniu szybko poruszającej się materii.
Współautor Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, Wielka Brytania) dodała:
- Gwiazdy, które formują się w wietrze blisko centrum galaktyki mogą spowalniać, a nawet zacząć poruszać się z powrotem, ale gwiazdy, które powstają w dalszej odległości w przepływie doświadczają mniejszego spowolnienia i mogą nawet uciec z galaktyki.
Odkrycie dostarcza nowych, ciekawych informacji, dzięki którym możemy lepiej zrozumieć część astrofizyki, w tym to, w jaki sposób pewne galaktyki uzyskały swoje kształty; w jaki sposób przestrzeń międzygalaktyczna wzbogaciła się w cięższe pierwiastki; a nawet skąd może pochodzić niewytłumaczone kosmiczne tło w podczerwieni.
Maiolino jest podekscytowany przyszłymi możliwościami:
- Jeżeli powstawania gwiazd rzeczywiście zachodzi w większości przepływów galaktycznych, tak jak przewidują to nie które teorie, będziemy wtedy mieć zupełnie nowy scenariusz dla naszego zrozumienia ewolucji galaktyk.
