Droga Mleczna nie należy do liderów jeśli chodzi o narodziny gwiazd. W jej obrębie powstają każdego roku obiekty o łącznej masie odpowiadającej masie około 3-4 Słońc. Można jednak znaleźć nawet spokojniejsze galaktyki eliptyczne, w których większość procesów związanych z powstawaniem gwiazd zakończyła się dawno temu. W efekcie liczba młodych obiektów jest tam bardzo niewielka lub wręcz równa zeru.
Zagadka galaktyk pozbawionych młodych gwiazd
Jak to możliwe? W bliżej niewyjaśnionych okolicznościach i czasie musiało tam dojść do zatrzymania bądź spowolnienia procesu formowania gwiazd. W efekcie całe galaktyki zaczynają obumierać, tracąc gwiazdę po gwieździe. Naukowcy prowadzący śledztwo w tej sprawie przedstawili swoje dokonania na łamach The Astrophysical Journal.
Szczególnie problematyczny jest w tym przypadku fakt, iż owe galaktyki nie posiadają – przynajmniej na pierwszy rzut oka – żadnych charakterystycznych cech. Pewną poszlakę stanowią doniesienia o kluczowej roli supermasywnych czarnych dziur, które znajdują się w centrach galaktyk. Kei Ito z Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI i jego współpracownicy spojrzeli na jedne z najstarszych obszarów wszechświata, poszukując kolejnych dowodów w tej sprawie.
Zbierając dane na wielu długościach fali świetlnej, naukowcy byli w stanie zidentyfikować galaktyki, których światło przebyło od 9,5 do 12,5 miliarda lat świetlnych zanim dotarło w okolice Ziemi. Najpierw wykorzystali dane optyczne i podczerwone do identyfikacji galaktyk, w których gwiazdy nadal powstają oraz tych, w których proces ten zdążył się już zatrzymać. Następnie użyli danych rentgenowskich i radiowych do zidentyfikowania aktywności supermasywnych czarnych dziur w tych galaktykach. Kiedy taki obiekt pochłania ogromne ilości materii może dojść do sprzężenia zwrotnego.
Jednym z jego owoców jest powstawanie promieniowania, które następnie rozchodzi się po wszechświecie. Innym natomiast wystrzeliwanie dżetów. W ich przypadku materia znajdująca się poza horyzontem zdarzeń czarnej dziury zostaje przyspieszona wzdłuż zewnętrznego pola magnetycznego takiego obiektu. Ostatecznie ulega ona wystrzeleniu w postaci skupionych strumieni plazmy, które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła.
Supermasywne czarne dziury głównymi podejrzanymi
Czarne dziury generują też wiatry, które rozchodzą się po galaktykach. Zarówno one, jak i wspomniane wcześniej promieniowanie i dżety prowadzą do podgrzewania zimnego gazu, który jest niezbędny do powstania młodych gwiazd. W toku obserwacji badacze doszli do wniosku, że to właśnie supermasywne czarne dziury – na istnienie których wskazuje obecność sygnałów radiowych i promieniowania rentgenowskiego – mogą stać za zatrzymywaniem narodzin gwiazd i obumieraniem całych galaktyk.