Vysokoškolský student na University of Massachusetts v Amherstu (UMA) prováděl výzkum růstu hvězd a
Jak galaxie rostou?
Astronomové vědí, že vývoj galaxiíje způsobena dvěma procesy: růstem supermasivních černých děr ve středu každé z nich a tvorbou nových hvězd. Ale jak jsou tyto procesy propojeny, zůstává záhadou a je jednou z otázek, kterou bude nově vypuštěný vesmírný teleskop Jamese Webba studovat. Práce Meredith Stoneové, která v květnu 2022 absolvuje astronomický program UMass Amherst, pomůže vědcům lépe porozumět tomu, jak jsou propojeny.
"Víme, že galaxie rostou,se během svého života srazí a změní,“ říká Stone, který dokončil studii pod vedením Alexandry Pope, profesorky astronomie UMA a hlavní autorky nového článku nedávno publikovaného v časopise Astrophysical Journal. „A víme, že růst černých děr a tvorba hvězd hrají rozhodující roli. Je dobře známo, že tyto dva faktory spolu souvisí a ovlivňují se. Ale až dosud bylo těžké pochopit, jak přesně."
Co je za problém?
Jeden z důvodů, proč je těžké studovatInterakce mezi černými dírami a hvězdami spočívá v tom, že pro astronomy je obtížné tyto interakce skutečně pozorovat. Problém je v tom, že všechny důležité procesy jsou skryty za obrovskými mraky kosmického prachu. V galaxiích, které aktivně tvoří hvězdy, tedy může být absorbováno více než 90 % viditelného světla.
Galaxie NGC 1614. Foto: NASA
Existuje však řešení:Když prach absorbuje viditelné světlo, zahřívá se. A ačkoli prosté lidské oko teplo nevidí, infračervené dalekohledy ano. V rámci nové studie použili vědci Spitzerův vesmírný dalekohled shromážděný během kampaně Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). Cílem je studovat střední infračervené vlnové délky některých z nejjasnějších galaxií, které jsou relativně blízko k Zemi. Astronomové hledali zejména zvláštní výmluvné znaky, kterými jsou otisky prstů černých děr a hvězd uprostřed formace.
Existuje řešení
Problém je v tom, že tyto stopy jsou velmi slabé,a jsou téměř k nerozeznání od obecného šumu infračerveného spektra. Meredith Stone v rámci nové studie zkalibrovala měření těchto ukazatelů, aby byla přesnější.
Jakmile astronomové dostali jasnější datapozorování viděli, že růst černých děr a tvorba hvězd ve skutečnosti probíhají současně ve stejných galaxiích a zdá se, že se navzájem ovlivňují.
Vědci dokonce vypočítali poměr, žepopisuje, jak spolu tyto dva jevy souvisí. Astronomové tak objevili jasné emisní čáry [Ne ii] a [Ne iii], které jsou „odpovědné“ za vznik hvězd, a slabší emisní čáry [Ne v] a [O iv] z aktivních jader galaxií. (AGN) v celém spektru. Ukázalo se, že svítivost Ne ii je zcela konstantní ve všech článcích frakce AGN, zatímco svítivost [O]iv a [Nev] se zvyšuje o více než řád.
Vědci také zjistili, že použitísvítivost [O iv] bez korekce na formování hvězd může vést k nadhodnocení rychlosti narůstání černých děr (BHAR, rychlosti narůstání černých děr) až 30krát ve svítivých infračervených galaxiích (LIRG, svítivé infračervené galaxie) s převahou hvězdných vzplanutí . Poměr rychlosti BHAR k tvorbě hvězd se zvyšuje o více než tři řády v závislosti na podílu AGN ve středním infračerveném rozsahu galaxií LIRG.
Proč je to důležité?
To není jen vzrušující vědaúspěch. Výsledky nové studie pomohou využít JWST s bezprecedentním přístupem ke střednímu infračervenému světlu k bližšímu studiu formování galaxií. Koneckonců, ačkoli vědci vypočítali, jak jsou černé díry a hvězdy propojeny v jedné galaxii, proč k tomu dochází, zůstává záhadou.
Přečtěte si více:
Fyzici našli univerzální „hodiny“ ve vesmíru: jsou přesnější než atomové
Archeologové našli kresby strašidelných lidí s obrovskými hlavami: kdo to byli
Teleskop Jamese Webba pořídil první snímek Jupitera: ukazuje 9 pohybujících se cílů najednou