Webb detectează cele mai puternice fluxuri de gaz din galaxii „moarte” îndepărtate
Astronomii au folosit Telescopul Spațial James Webb pentru a măsura cel mai puternic flux de gaz înregistrat vreodată provenind dintr-o galaxie „moartă” din afara vecinătății noastre cosmice. Rezultatele arată că nici măcar asemenea fluxuri extreme nu pot opri definitiv formarea stelelor.
Cercetarea a analizat 23 de galaxii masive și cvasistative, care existau acum aproximativ 11–13 miliarde de ani, cuprinse într-un interval de deplasare spre roșu între 2,82 și 4,62. Acest interval corespunde unei perioade în care universul avea aproximativ 1,3–2,3 miliarde de ani. Studiul, condus de Pengpei Zhu de la Cosmic Dawn Center (DAWN) din Copenhaga, a fost publicat în Astronomy & Astrophysics pe 14 august.
Rolul găurilor negre în evoluția galaxiilor
Când materia cade în găurile negre supermasive, eliberează cantități uriașe de energie care pot genera vânturi puternice sau fluxuri de gaz din centrul galaxiei. Aceste fluxuri pot încălzi și expulza gazul, pot agita materialul necesar formării stelelor și pot împiedica apariția de stele noi. De asemenea, pot întrerupe alimentarea cu gaz a găurii negre, contribuind astfel la reglarea evoluției galaxiilor.
Majoritatea studiilor privind aceste fluxuri măsoară gazul fierbinte, ionizat, dar gazul rece și neutru, urmărit prin semnătura de absorbție a dubletului de sodiu „Na I D”, transportă adesea mult mai mult din masa totală a fluxului. În galaxiile care prezintă atât fluxuri neutre, cât și ionizate, ratele fluxului neutru sunt de obicei de 10 până la 100 de ori mai mari decât cele ale fluxului ionizat.
Semnalele de sodiu și confirmarea fluxurilor
Cercetătorii au căutat semnături de sodiu în aceste galaxii și au eliminat mai întâi absorbția produsă de stelele înseși, folosind modele detaliate ale populațiilor stelare. Prin mii de teste simulate de zgomot, au verificat că semnalele detectate sunt reale. Pentru fluxurile confirmate, au modelat absorbția pentru a măsura viteza gazului, densitatea și proporția din galaxie acoperită de flux. Aceste măsurători au fost apoi folosite pentru a calcula masa de gaz expulzată. În final, au comparat vitezele fluxului cu viteza de escape a fiecărei galaxii pentru a determina dacă gazul poate scăpa sau va cădea înapoi.
Dintre cele 23 de galaxii moarte, cercetătorii au detectat absorbție suplimentară de Na I D în 13 dintre ele. Șapte dintre cele 23 au prezentat o absorbție clară deplasată spre albastru, ceea ce înseamnă că gazul se mișcă spre noi și se îndepărtează de galaxie.
Gazul se întoarce ca într-o fântână
În fiecare galaxie în care a fost detectat sodiu, rata fluxului de gaz a depășit rata de formare a stelelor. Totuși, cea mai mare parte a gazului expulzat nu se mișcă suficient de repede pentru a părăsi definitiv galaxia. Este mai probabil ca gazul să cadă înapoi în galaxie, ca într-o fântână, în câteva milioane până la sute de milioane de ani. Odată ce gazul este reîmprospătat, formarea stelelor ar putea reîncepe.
Deoarece majoritatea fluxurilor nu pot scăpa, rolul lor direct în oprirea sau menținerea stării cvasistative este incert. Ele reprezintă probabil cicluri de tip fântână de scurtă durată, mai degrabă decât evenimente de oprire prin ejecție.
Cazul extrem DD-236
O galaxie în particular, DD-236, s-a remarcat prin cea mai extremă rată de flux de gaz măsurată vreodată în afara universului apropiat. Fluxul său a fost însoțit de semne ale unei găuri negre active în centrul său.
Echipa nu este încă sigură ce mecanism generează aceste fluxuri, iar legătura dintre activitatea găurii negre și aceste fluxuri nu este bine stabilită. Doar două dintre cele 13 galaxii cu fluxuri prezintă semne ale unor găuri negre active, în timp ce două găuri negre active confirmate nu arată niciun flux. Totuși, cele mai extreme două fluxuri sunt asociate cu găuri negre active.
Originea acestor fluxuri nu este legată direct de activitatea actuală a găurii negre sau de cele mai recente explozii de formare stelară, dar ar putea reflecta un amestec de activitate trecută a găurii negre și fuziuni în curs de desfășurare.
