Úbytky plynu, ohrozujú vývoj galaxií
Valentín Korinek - 2020-04-23

Jasné aktívne čierne diery v jadrách galaxií, nazývané kvazary, môžu vyvrhovať plyn do vesmíru a tým zastaviť hviezdotvorbu v galaxiách. (J. Olmsted / STScI, ESA, NASA)

Čierne diery v jadrách galaxií vyvrhujú plyny  väčšou energiou ako majú všetky hviezdy v Mliečnej ceste. Tieto extrémne prúdy plynu, nazývané kvazárne prúdy, odvrhujú zo svojich galaxií obrovské množstvo materiálu, ktoré by sa spotrebovalo na formovanie nových hviezd v ich vnútri.


„Našli sme tri najväčšie a najenergetickejšie prúdy aké boli kedy pozorované,“ poznamenal astronóm Nahum Arav z Virginia Tech v Blacksburgu. " Úbytok takého rozsahu môže mať vážny vplyv na vývoj v danej galaxii."

Arav a jeho kolegovia použili Hubbleov vesmírny ďalekohľad na meranie hmotností, rýchlostí a energií prúdov z 10 kvazarov, aktívnych super masívnych čiernych dier v srdciach vzdialených galaxií, ktoré po väčšine zatienia samotné galaxie.

Pozorovania uskutočnené v roku 2017 v priebehu 60 hodín, znamenajú prvý odborný prieskum kvazárnych prúdov. Astronómovia nepozorujú plyn priamo, ale študujú spektrá zo svetla kvazarov. Pomocou filtrov môžu detegovať atómy a ióny, ktoré absorbujú špecifické vlnové dĺžky svetla a tak odhaliť vlastnosti konkrétnych prúdov.


Ilustrácie často ukazujú tieto prúdy ako dvojité, vytryskujúce z čiernej diery kolmo na disk galaxie. Plyn pravdepodobne tečie vo všetkých smeroch, hovorí Ara,  a šíri sa ako povrch nafukujúceho sa balóna. Astronómovia nie sú schopní presne zistiť, ako tieto prúdy vznikajú.

Teórie vývoja galaxií naznačujú, že prúdy poháňajú plyn a prach preč od galaktického centra, čím obohatia medzigalaktický priestor  o prvky ťažšie ako vodík a hélium. Na tvorbu hviezd, tak už žiaden materiál v galaxii nezostane. A práve toto by mohlo vysvetliť prečo v súčasnom vesmíre vidíme menej veľkých galaxií ako je to v simuláciách modelov vesmíru na superpočítačoch.

Hubble odhalil svetlo z kvazarov v ultrafialovej oblasti, čo sa ukázalo ako miesto, kde je vidieť väčšinu hmoty v kvazárnych prúdoch. Každý z desiatich pozorovaných kvazarov má v priemere tri prúdy, obklopujúce čiernu dieru.

Prúdy sa nachádzajú približne vo vzdialenosti 300 až 3000 svetelných rokov od centrálnej čiernej diery, čo znamená, že siahajú dosť ďaleko a majú dostatočnú energiu  na to, aby mali obrovský vplyv na budúci vývoj galaxie.


Najúčinnejším kvazárnym prúdom, bol prúd kvazaru  SDSS J1042 + 1646, s energiou 5×10na30 GW (gigawatov). Pre ilustráciu, bežný jadrový reaktor vydáva približne 1GW energie, zatiaľ čo celková energia všetkých hviezd našej Galaxie je  približne 10na28 GW.

Tím tiež našiel prúd s najväčšou akceleráciou, akú kedy bolo možné pozorovať pri tom istom kvazare (SDSS J1042 + 1646). V roku 2011 sa tento kvazárny prúd pohyboval rýchlosťou približne 19 500 km /s. V roku 2017 sa rýchlosť rovnakého prúdu zvýšila na 21 050 km/s, teda  približne o 8%.

Kvazárne prúdy majú teda veľmi dôležitú úlohu v galaktickej evolúcii. Musíme ich pochopiť, aby sme porozumeli formovaniu galaxií a vývoju čiernych dier.