Aktivní černá díra podporuje porod

Astronomové objevili dlouhá vlákna studeného plynu - přísadu pro výrobu hvězd - kokonující obří bubliny nafouknuté černou dírou.

Předpokládá se, že centrální galaxie ve velkých shlucích jsou bez hvězdných školek. Koupali se v horkém plynu, emitujícím rentgenové záření, příliš přehřátém na to, aby vytvořili chladné mraky vytvářející hvězdy. Pravděpodobným regulátorem termostatu v tomto nastavení je centrální černá díra galaxie pohlcující plyn, která vystřeluje trysky a záření jako bouřkový radiátor.

Tento složený obrázek ukazuje prostředí kolem centrální galaxie ve Phoenixu Cluster. Modrá záře je horký plyn emitující rentgenové záření. Dvě černé oblasti uvnitř záře jsou obrovské bubliny v plynu, nafouknuté aktivní černou dírou galaxie. Zdá se, že vlákna studeného plynu (narůžovělá) detekovaná ALMA obepínají okraje bublin. Obrázek na pozadí pochází z Hubbleova kosmického dalekohledu.
Rádio: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / H. Russell et al .; Hubble: Hub Hub NASA / ESA; Rentgen: NASA / CXC / MIT / M. McDonald et al .; B. Saxton (NRAO / AUI / NSF)

V roce 2012 můj kolega informoval o objevu filamentů chladných plynů napájejících centrální galaxii ve Phoenixu, který obsahuje řádově tisíc hvězdných metropol. Galaxie byla natolik plynná, že každoročně chrlila kolem 700 Slunců v hodnotě hvězd - jeden z nejvyšších hodnot v moderním vesmíru. Je jasné, že když došlo k narození hvězdy, byla tato galaxie skutečným porodnickým oddělením.

Dalším krokem bylo podívat se na systém pomocí rádiového pole ALMA, aby bylo možné lépe posoudit, kolik studeného plynu bylo k dispozici pro tvorbu hvězd.

Členové původního týmu to právě udělali. Helen Russell (University of Cambridge, UK) a jeho kolegové zjistili, že v únoru 10. astrofyzikálního deníku zjistili, že černá díra v galaxii napájí intenzivní trysky, které nafoukly obrovské bubliny horkého plynu (viditelné při rentgenových pozorováních). Okolo těchto dutin jsou zjevně obaleny tři gigantická vlákna studeného molekulárního vodíku - věci, z nichž jsou hvězdy vyrobeny. Každé vlákno je dlouhé desítky tisíc světelných let.

Není jasné, zda se oblaky plynu zvedly a protáhly bublinami, když se rozpínaly z jádra galaxie, nebo pokud se formovaly zahalené tímto způsobem podél okrajů kvůli nestabilitě v plynu, když se horké látky zvyšovaly.

V každém případě je jasné, že takové bubliny vyřezávají strukturu největších plynových mraků nejen v této galaxii, ale také v centrálních galaxiích jiných klastrů. Astronomové již dříve viděli náznak dutin zabalených vlákny, ale ne tak jasně: plynné prameny byly obecně poselejší, říká Megan Donahue (Michiganská státní univerzita).

Vztah mezi bublinami a filamenty je v této mapě intenzity rádiového vyzařování jasnější (barevné obrysy), přičemž rentgenové dutiny jsou znázorněny tečkovanými čarami.
H. Russell a kol. / Astrophysical Journal 836: 130

Donahueův tým zkoumal více než dvě desítky centrálních galaxií v rámci projektu CLASH, který pomocí Hubbleovho vesmírného dalekohledu studoval shluky v neuvěřitelných 16 vlnových délkách. Pozorovatelé ve svých systémech viděli velmi podobná vlákna, některé dokonce s hvězdami uvnitř. Ty, které tvoří hvězdy, se řadí mezi nejplodnější galaxie hvězdného porodu v posledních 5 miliardách vesmíru.

"Je to trochu ironické, protože" mají "být červené a mrtvé, " říká Donahue.

Přesto dvě galaxie CLASH s největší rychlostí hvězdných hvězd (asi 100 solárních hmot za rok) jsou stále bledé ve srovnání s centrální galaxií Phoenixu. "Phoenix je extrémní a mimořádný systém, takže musíme být opatrní, abychom to nepovažovali za příliš typické, " varuje.

Ačkoliv to může být atypické, Phoenixův systém je ještě jeden výsledek podporující přesvědčení astronomů, že plyn v těchto galaxiích prochází cyklem chlazení a zahřívání, řízeným termostatem černé díry. Galaxie Phoenix a CLASH tento proces zachycují.

Přečtěte si více o výsledku v tiskové zprávě NRAO.

Reference:

HR Russell a kol. "ALMA pozorování masivních molekulárních plynových filamentů obklopujících rádiové bubliny ve Phoenixu." Astrophysical Journal, 10. února 2017. Celý text zde.

K. Fogarty a kol. „Činnost formace hvězd v CLASH nejjasnějších klastrových galaxiích.“ Astrophysical Journal . Celý text zde.


Kdo ovládá hřad, černé díry nebo galaxie? Další informace naleznete v naší funkci z února 2017.