Zvětšit obrázek

Kupy galaxií, známé jako CL 0542-4100 a CL 0848.6+4453, patří do třídy objektů AGN. Na snímcích z Chandry červená odpovídá nízkoenergetickému, zelená středněenergetickému a modrá vysokoenergetickému rentgenovému záření. Kredit: NASA/CXC/Ohio State Univ./J.Eastman et al.

Astronomové zkoumali v kupách galaxií galaxie s rychle rostoucími superhmotnými černými dírami - Aktivní galaktická jádra (AGN - Active Galactic Nuclei). Na základě nejnovějších výsledků z Chandry se poprvé ukázalo, že objevené supermasivní černé díry rostou v mladých kupách galaxií rychleji.

Zvětšit obrázek

Cuno Hoffmeister (Sternwarte Sonneberg)

Že mladší a vzdálenější kupy obsahují mnohem více AGN než starší a bližší. A že tyto rychlé „fast-track“ superhmotné černé díry mohou značně ovlivňovat galaxie a kupy galaxií, v nichž žijí.

Výsledky byly publikovány 20. července v Astrophysical Journal.

Aktivní galaktické jádro (AGN) se nachází v centru aktivní galaxie. Astronomové jsou přesvědčeni, že  supermasivní černá díra v centru AGN je nepřetržitě zásobována materiálem z obklopujícího akrečního disku a ten je následně zahříván až na teploty okolo milionů stupňů hmotou padající do černé díry. Tento rozžhavený materiál nejvíce září v rentgenovém spektru. Počítačové modely ukazují, že po vyčerpání prachu a plynu v disku se aktivní galaktické jádro stane „normální“ klidnou galaxií jako je např. naše Mléčná dráha.
 

Historicky první objekt tohoto typu v roce 1926 v Sonnebergu fotograficky objevil německý astronom a geofyzik Cuno Hoffmeister (2.2.1892 – 2.1.1968). Ale tento objekt, který později dostal označení BL Lac, byl monitorován jako „proměnná hvězda“. Teprve v roce 1968 byl ztotožněn z radiovým zdrojem VRO 42.22.01- zjistilo se, že BL Lac vůbec není hvězda, ale extrémně jasná galaxie a „povýšil“ na AGN.

Zvětšit obrázek

AGN ve středu galaxie (ilustrace). Plyn padající do černé díry je červený. Kredit: NASA/CXC/M.Weiss

Kupy galaxií patří mezi největší struktury ve vesmíru – tvoří je mnoho jednotlivých galaxií, z nichž jen několik málo obsahuje AGN. V rané historii vesmíru tyto galaxie obsahovaly mnohem více plynu umožňujícího nejen vznik hvězd, ale i „zvětšování“ černé díry, což dělá dodnes. Dostatek „paliva“ umožnil v mladých kupách mnohem rychlejší růst černých děr než v blízkých, starých kupách galaxií.

Zvětšit obrázek

Jason Eastman (Ohio State University). Kredit: OSU

„Černé díry v těchto raných kupách jsou jako piraně v dobře krmeném akváriu,“ řekl Jason Eastman (Ohio State University), vedoucí této studie. „To ale neznamená, že se sežerou navzájem, spíše tam bylo tolik potravy, že všechny piraně byly schopny dobře prospívat a rychle růst.“

Tým astronomů pomocí Chandry zkoumal AGN ve 4 různých kupách galaxií ve velkých vzdálenostech, a to ve vesmíru, jehož stáří je asi 58% nynějšího věku. Výsledky pak srovnávali s větším množstvím sousedních kup, které leží ve vesmíru, jehož stáří je asi 82% nynějšího věku. Vzdálenější kupy obsahovaly asi 20krát více AGN než ty méně vzdálené. Rovněž AGN vně kup jsou běžnější v mladším vesmíru.

„Předpokládali jsme, že v kupách jsou fast-track černé díry, ale až dosud jsme nikdy neměli přesvědčivý důkaz,“ řekl spoluautor Paul Martini (Ohio State University). „Tento objev může vysvětlit pár tajemství okolo kup galaxií.“

Zvětšit obrázek

Binární soustava AGN a superhmotná černá díra (vpravo). Plyn padající do černé díry je červený. Kredit: NASA/CXC/M.Weiss

Jednou ze záhad je velké množství modrých hvězd v mladé, vzdálené kupě a málo v blízké, starší kupě galaxií. Vypadá to, že AGN „vyhnaly“, nebo „zničily“, chladný plyn v hostitelské galaxii během silných erupcí z černé díry. To mohlo potlačit vznik hvězd; modré, hmotné hvězdy postupně vymřou a zůstanou jen staré, rudé hvězdy. Tento proces trvá miliardu i více let, proto je nedostatek vznikajících hvězd v galaxii znatelný jen u starších kup galaxií.

Paul Martini (Ohio State University). Kredit: OSU

Podle nových výsledků v době formování kup galaxií pravděpodobně AGN ovlivňuje i proces, při němž je v kupách „nastavena“ teplota horkého plynu. Rané teplo kupy, způsobené velkým množstvím AGN, ovlivní „nafukování“ plynu a může dlouhodobě působit na strukturu kupy galaxií.

„V několika sousedních kupách jsme viděli důkaz, že u superhmotných černých děr vznikají obrovské erupce. Ale pořád to bylo klidné ve srovnání s tím, co by mohlo nastat v mladších kupách,“ řekl Eastman.

Zdroj: Spaceflight now