Czarne dziury powstrzymują tworzenie się gwiazd
28 Cze 2008r. w Galaktyki napisał/a Aleksandra BrożekDzięki przeprowadzonym obserwacjom astronomowie otrzymali bezprecedensowy dowód, iż supermasywne czarne dziury odgrywają znaczącą rolę w hamowaniu procesu tworzenia się gwiazd w galaktykach.
Dzięki przeprowadzonym obserwacjom astronomowie otrzymali bezprecedensowy dowód, iż supermasywne czarne dziury odgrywają znaczącą rolę w hamowaniu procesu tworzenia się gwiazd w galaktykach. Raport został zaprezentowany przez dr Sugata Kaviraj z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii na Spotkaniu Amerykańskiej Społeczności Astronomicznej w St Louis, Missouri. Wynik badania zasługuje na szczególne zainteresowanie, gdyż dostarcza nowego spojrzenia na rolę czarnych dziur w tworzeniu się i rozwoju wielkich galaktyk.
Badanie naukowców z Oksfordu przeprowadzone przy użyciu światła ultrafioletowego dostarcza silnego dowodu, iż burzowe centra galaktyk, zasilane przez ogromne czarne dziury - "Aktywne Jądra Galaktyczne" (z ang. AGN) - przejmują energię z wybuchających gwiazd (supernowych), a gaz, który stanowi paliwo podczas tworzenia gwiazdy zostaje rozproszony, gdy galaktyki osiągają krytyczny rozmiar, 10 milionów razy większy niż masa Słońca. Wyniki badania zostały niedawno opublikowane w grudniowym wydaniu czasopisma Comiesięczne notatki Królewskiej Społeczności Astronomicznej z 2007 roku. (Kaviraj et al., MNRAS, 2007, 382, 960). "Nasze modele tworzenia się galaktyk oparte są na idei, że Aktywne Jądra Galaktyczne biorą udział w hamowaniu - tłumieniu - tworzenia się gwiazd w galaktykach, które są zbyt duże, aby wyjaśnić w nich mechanizmy związane z oddziaływaniem supernowych," powiedziała prowadząca badanie Sugata Kaviraj, członek Leverhulme-Beecroft na Wydziale Astrofizyki na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii.
"Astronomowie wierzą, iż promienie produkowane przez Aktywne Jądra Galaktyczne są wystarczająco silne, aby "wymieść" gaz formujący gwiazdy nawet z największych galaktyk, niemniej dotąd nie mieliśmy solidnego dowodu na poparcie tej tezy. Promienie produkowane przez typowe Aktywne Jądro Galaktyczne miałyby wystarczającą ilość energii, aby zasilić dziesięć bilionów gwiazd wielkości naszego Słońca! Nasze badanie wskazuje, po raz pierwszy z czysto obserwacyjnego punktu widzenia, na związek pomiędzy masą galaktyki, a tym, czy supernowa lub Aktywne Jądro Galaktyczne odgrywają dominującą rolę w hamowaniu tworzenia się gwiazd,” powiedziała Kaviraj.
Zespół naukowy z Uniwersytetu Oksfordzkiego oraz z Uniwersytetu Hertfordshire
w Wielkiej Brytanii zbadał specjalną klasę galaktyk powstałych wskutek wybuchu, w których gwiazdy nie tworzą się na bieżąco, ale których widma wskazują, iż stworzyły one znaczącą formację ze swojej masy gwiezdnej w całkiem niedawnej przeszłości. Żywiołowy okres niedawnego tworzenia się gwiazd w tych galaktykach został więc gwałtownie przerwany, a obiekty te stały się idealnymi stanowiskami pomiarowymi, aby zbadać proces tworzenia się gwiazd. Galaktyki obserwowane w poniższym badaniu są, według kosmologicznych standardów, obiektami znajdującymi się w pobliżu, tj. w odległości 1,5 miliarda lat świetlnych lub mniejszej.
Korzystając z nowatorskiej kombinacji ultrafioletowych danych z Galaxy Evolution Explorer (teleskop kosmiczny umieszczony na orbicie ziemi przez NASA w 2003) oraz danych optycznych z Sloan Digital Sky Survey (jedno z największych przedsięwzięć badawczych przy wykorzystaniu 2,5-metrowego teleskopu wyposażonego w 120 megapikselowy aparat), naukowcy byli w stanie zmierzyć efektywność tłumienia powstawania gwiazd w poszczególnych galaktykach z niespotykaną dokładnością. "Badanie te zostało przeprowadzone w samą porę," podkreśla Marc Sarzi, członek biorący udział w badaniu na uniwersytecie w Hertfordshire oraz wizytator akademicki w Oksfordzie. "Galaktyki powstałe na skutek wybuchu gwiazd są niezwykle rzadkimi obiektami i jedynie dzięki szerokiemu zasięgowi programu Sloan możemy wykorzystać dużą ich ilość."
Kaviraj dodaje, "W przypadku Aktywnego Jądra Galaktycznego efektywność tłumienia ma wzrastać stopniowo wraz z przyrostem masy galaktycznej, podczas gdy w wypadku supernowej spodziewana jest odwrotna tendencja. Wiemy też, że Aktywne Jądro Galaktyczne staje się naprawdę wielkie w galaktykach o masie około 10 razy większej niż masa Słońca. Nasze wyniki dowodzą, iż spodziewana dychotomia w stosunku pomiędzy efektywnością tłumienia oraz masą galaktyczną jest rzeczywiście potwierdzona przez dane, przy masie progowej 10 miliardów razy większej od masy Słońca!"
Według współautora, Joe Silk’a, który jest profesorem astronomii na Uniwersytecie Oksfordzkim i który utorował drogę wykorzystaniu roli czarnych dziur w modelu tworzenia się galaktyki, "My po prostu nie rozumiemy mrocznych szczegółów związanych z tworzeniem się galaktyk. Pewne "reakcje" ulegają spowolnieniu i tłumią tworzenie się gwiazd zarówno w pobliskich galaktykach oraz w odległym Wszechświecie. Te wyniki wskazują, iż prawdopodobną przyczyną jest kombinacja oddziaływania wybuchających gwiazd oraz supermasywnych czarnych dziur, które dominują w masywnych galaktykach, jak zostało to przestawione we współczesnych modelach tworzenia się galaktyk."
Określenie ilościowe roli, jaką Aktywne Jądra Galaktyczne odgrywają w tłumieniu tworzenia się gwiazd jest niezwykle ważne dla astrofizyków, gdyż to umożliwiłoby im wyskalowanie modeli tworzenia się galaktyk. Podczas gdy obserwacje wykorzystane w tym badaniu pochodziły z pobliskich galaktyk, obecnym wyzwaniem jest potwierdzenie tych wstępnych wyników i poszerzenie zakresu prac poprzez wzięcie pod uwagę pewnej liczby galaktyk, również tych bardziej odległych, pochodzących ze szczytowej epoki tworzenia się gwiazd około 10 miliardów lat temu, kiedy to Wszechświat był 4 razy młodszy niż jest teraz!
Wysiłki, którym przewodzi Kaviraj, są w toku i mają na celu połączenie kilku większych przedsięwzięć obserwacyjnych, które prześledzą ewolucję Wszechświata od 10 miliardów lat, zbadają właściwości populacji w galaktykach po wybuchowych. Badanie ma przynieść znaczące spojrzenie na proces tłumienia formowania się gwiazd oraz dostarczyć cennych ograniczeń związanych z obecnie zaakceptowanym paradygmatem tworzenia się galaktyk.
Źródło: Astronomy.com
Fotografie: Sloan Digital Sky Survey
Tłumaczenie: Aleksandra Brożek
Te zdjęcia ukazują typowe wielkie galaktyki powstałe na skutek wybuchu gwiazdy. Ostatnie przypadki tworzenia się gwiazd w tych obiektach są uzależnione od interakcji z innymi galaktykami. Galaktyki tu ukazane posiadają "zakłóconą" budowę na skutek tego typu interakcji.
Badanie naukowców z Oksfordu przeprowadzone przy użyciu światła ultrafioletowego dostarcza silnego dowodu, iż burzowe centra galaktyk, zasilane przez ogromne czarne dziury - "Aktywne Jądra Galaktyczne" (z ang. AGN) - przejmują energię z wybuchających gwiazd (supernowych), a gaz, który stanowi paliwo podczas tworzenia gwiazdy zostaje rozproszony, gdy galaktyki osiągają krytyczny rozmiar, 10 milionów razy większy niż masa Słońca. Wyniki badania zostały niedawno opublikowane w grudniowym wydaniu czasopisma Comiesięczne notatki Królewskiej Społeczności Astronomicznej z 2007 roku. (Kaviraj et al., MNRAS, 2007, 382, 960). "Nasze modele tworzenia się galaktyk oparte są na idei, że Aktywne Jądra Galaktyczne biorą udział w hamowaniu - tłumieniu - tworzenia się gwiazd w galaktykach, które są zbyt duże, aby wyjaśnić w nich mechanizmy związane z oddziaływaniem supernowych," powiedziała prowadząca badanie Sugata Kaviraj, członek Leverhulme-Beecroft na Wydziale Astrofizyki na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii.
"Astronomowie wierzą, iż promienie produkowane przez Aktywne Jądra Galaktyczne są wystarczająco silne, aby "wymieść" gaz formujący gwiazdy nawet z największych galaktyk, niemniej dotąd nie mieliśmy solidnego dowodu na poparcie tej tezy. Promienie produkowane przez typowe Aktywne Jądro Galaktyczne miałyby wystarczającą ilość energii, aby zasilić dziesięć bilionów gwiazd wielkości naszego Słońca! Nasze badanie wskazuje, po raz pierwszy z czysto obserwacyjnego punktu widzenia, na związek pomiędzy masą galaktyki, a tym, czy supernowa lub Aktywne Jądro Galaktyczne odgrywają dominującą rolę w hamowaniu tworzenia się gwiazd,” powiedziała Kaviraj.
Ta ilustracja ukazuje związek pomiędzy efektywnością hamowania tworzenia gwiazd oraz masą galaktyki powstałej na skutek wybuchu gwiazdy.
Zespół naukowy z Uniwersytetu Oksfordzkiego oraz z Uniwersytetu Hertfordshire
w Wielkiej Brytanii zbadał specjalną klasę galaktyk powstałych wskutek wybuchu, w których gwiazdy nie tworzą się na bieżąco, ale których widma wskazują, iż stworzyły one znaczącą formację ze swojej masy gwiezdnej w całkiem niedawnej przeszłości. Żywiołowy okres niedawnego tworzenia się gwiazd w tych galaktykach został więc gwałtownie przerwany, a obiekty te stały się idealnymi stanowiskami pomiarowymi, aby zbadać proces tworzenia się gwiazd. Galaktyki obserwowane w poniższym badaniu są, według kosmologicznych standardów, obiektami znajdującymi się w pobliżu, tj. w odległości 1,5 miliarda lat świetlnych lub mniejszej.
Korzystając z nowatorskiej kombinacji ultrafioletowych danych z Galaxy Evolution Explorer (teleskop kosmiczny umieszczony na orbicie ziemi przez NASA w 2003) oraz danych optycznych z Sloan Digital Sky Survey (jedno z największych przedsięwzięć badawczych przy wykorzystaniu 2,5-metrowego teleskopu wyposażonego w 120 megapikselowy aparat), naukowcy byli w stanie zmierzyć efektywność tłumienia powstawania gwiazd w poszczególnych galaktykach z niespotykaną dokładnością. "Badanie te zostało przeprowadzone w samą porę," podkreśla Marc Sarzi, członek biorący udział w badaniu na uniwersytecie w Hertfordshire oraz wizytator akademicki w Oksfordzie. "Galaktyki powstałe na skutek wybuchu gwiazd są niezwykle rzadkimi obiektami i jedynie dzięki szerokiemu zasięgowi programu Sloan możemy wykorzystać dużą ich ilość."
Kaviraj dodaje, "W przypadku Aktywnego Jądra Galaktycznego efektywność tłumienia ma wzrastać stopniowo wraz z przyrostem masy galaktycznej, podczas gdy w wypadku supernowej spodziewana jest odwrotna tendencja. Wiemy też, że Aktywne Jądro Galaktyczne staje się naprawdę wielkie w galaktykach o masie około 10 razy większej niż masa Słońca. Nasze wyniki dowodzą, iż spodziewana dychotomia w stosunku pomiędzy efektywnością tłumienia oraz masą galaktyczną jest rzeczywiście potwierdzona przez dane, przy masie progowej 10 miliardów razy większej od masy Słońca!"
Według współautora, Joe Silk’a, który jest profesorem astronomii na Uniwersytecie Oksfordzkim i który utorował drogę wykorzystaniu roli czarnych dziur w modelu tworzenia się galaktyki, "My po prostu nie rozumiemy mrocznych szczegółów związanych z tworzeniem się galaktyk. Pewne "reakcje" ulegają spowolnieniu i tłumią tworzenie się gwiazd zarówno w pobliskich galaktykach oraz w odległym Wszechświecie. Te wyniki wskazują, iż prawdopodobną przyczyną jest kombinacja oddziaływania wybuchających gwiazd oraz supermasywnych czarnych dziur, które dominują w masywnych galaktykach, jak zostało to przestawione we współczesnych modelach tworzenia się galaktyk."
Określenie ilościowe roli, jaką Aktywne Jądra Galaktyczne odgrywają w tłumieniu tworzenia się gwiazd jest niezwykle ważne dla astrofizyków, gdyż to umożliwiłoby im wyskalowanie modeli tworzenia się galaktyk. Podczas gdy obserwacje wykorzystane w tym badaniu pochodziły z pobliskich galaktyk, obecnym wyzwaniem jest potwierdzenie tych wstępnych wyników i poszerzenie zakresu prac poprzez wzięcie pod uwagę pewnej liczby galaktyk, również tych bardziej odległych, pochodzących ze szczytowej epoki tworzenia się gwiazd około 10 miliardów lat temu, kiedy to Wszechświat był 4 razy młodszy niż jest teraz!
Wysiłki, którym przewodzi Kaviraj, są w toku i mają na celu połączenie kilku większych przedsięwzięć obserwacyjnych, które prześledzą ewolucję Wszechświata od 10 miliardów lat, zbadają właściwości populacji w galaktykach po wybuchowych. Badanie ma przynieść znaczące spojrzenie na proces tłumienia formowania się gwiazd oraz dostarczyć cennych ograniczeń związanych z obecnie zaakceptowanym paradygmatem tworzenia się galaktyk.
Źródło: Astronomy.com
Fotografie: Sloan Digital Sky Survey
Tłumaczenie: Aleksandra Brożek
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Zagłosuj lub zgłoś swoją stronę.
Ostatnio pisaliście:
ANDRZEJ KOMETA
29.08.2008, 13:53