Galaxie s rozjetým kvasarem září jako vánoční stromeček. Kredit: NASA, ESA, J. Olmsted (STScl).

Když v centru galaxie sedí kvasar, tak jí dává pořádně zabrat. Je to koneckonců supermasivní černá díra, která se bezohledně krmí okolní hmotou. Díky tomu zahřívá okolní kosmický plyn natolik, že září tisíckrát více nežli hostitelská galaxie. To ale ještě není všechno. Kvasary rozjeté na plný plyn září tak, že jejich energie burácí hostitelskou galaxií jako tsunami a urychluje částice hmoty na rychlosti blízké rychlosti světla.

Nahum Arav. Kredit: Virginia Tech.

Nahum Arav z americké Virginia Tech v Blacksburgu a jeho kolegové nedávno s pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu detekovali u kvasarů v hlubokém vesmíru nejmocnější vichry energie, jaké jsme kdy ve vesmíru pozorovali. Jak říká Arav, žádný jiný známý jev nenese větší množství mechanické energie. Během provozu kvasaru, což může být 10 milionů let, tyto galaktické vichry vyprodukují milionkrát více energie nežli plnokrevný gama záblesk. A gama záblesky jsou zase nejvíce energetické jednorázové události, jaké známe. Kvasarové tsunami nesou tolik mechanické energie, že několiksetkrát převyšují zářivost celé Mléčné dráhy.

Když taková tsunami energie prochází galaktickým diskem příslušné galaxie, tak z ní vyplavuje materiál, který je nutný ke tvorbě nových hvězd. Záření kvasaru tento materiál odnáší mnohem dál, než jsme si mysleli a podle všeho může kvasar „vyčistit“ celou hostitelskou galaxii. Když kvasarová tsunami zasáhne mezihvězdný materiál, tak jeho teplota dosáhne miliard stupňů. Plyn a prach se rozzáří prakticky v celém elektromagnetické spektru, přičemž velmi výrazně je to v oblasti gama záření a rentgenového záření. Jak šibalsky dodává Arav, galaxie s kvasarem se rozsvítí jako vánoční stromeček.

Kvasar 3C 723 na snímku Hubbleova teleskopu. Kredit: NASA/ESA/Wikimedia Commons.

Simulace vývoje galaxií ukazují, že právě kvasarové tsunami mohou vysvětlit některé stávající kosmologické záhady. Například není jasné, proč je ve vesmíru tak málo velkých galaxií. Stejně tak není jasné, proč existuje vztah mezi hmotností galaxie a hmotností její centrální supermasivní černé díry. Kvasarové tsunami by to mohly osvětlit. V raném vesmíru totiž zřejmě byly na denním pořádku.

Badatelé studovali tsunami energie u celkem 13 kvasarů. K určení rychlosti galaktických vichrů použili analýzu dat Hubbleova teleskopu v ultrafialové oblasti spektra. Jedině Hubbleův teleskop je přitom dost citlivý v UV oblasti potřebným způsobem, aby bylo možné uskutečnit výzkum kvasarových tsunami. Díky tomuto postupu Arav a spol. pozorovali nejen nejvíce energetické kvasarové „motory“, ale také největší zrychlení výtrysků energie kvasarů. Během tří let došlo ke zrychlení tsunami z 69,2 milionů km/h na 74 milionů km/h. A podle všeho bude zrychlovat dál.

Video: CITA 581: Kinetic Luminosity of Quasar Outflows and its Implications to AGN Feedback

Literatura

NASA/Hubblesite 19. 3. 2020.