Dlaczego galaktyki nie mogą przekroczyć określonej wielkości

Naukowcy są bliscy rozwiązania zagadki, dlaczego galaktyki nie mogą przekroczyć określonej wielkości.

Aktualizacja: 11.12.2017 17:57 Publikacja: 11.12.2017 17:27

10 proc. kwazarów jest głośnych radiowo dzięki smugom materii

10 proc. kwazarów jest głośnych radiowo dzięki smugom materii

Foto: NASA

Kwazary zaobserwowano już w XIX w. i wzięto je wtedy za gwiazdy. Jednak wraz z zastosowaniem radioteleskopów przyszło nowe odkrycie. W 1963 r. po raz pierwszy zarejestrowano widmo kwazara. Wtedy okazało się, że nie jest to rodzaj gwiazdy, ale jądro galaktyki – ogromny obiekt z ukrytą wewnątrz supermasywną czarną dziurą – dużo jaśniejszy niż wszystkie gwiazdy jego galaktyki.

Przez ostatnie pół wieku naliczono około miliona kwazarów. Są oddalone od nas o miliardy lat świetlnych. Oznacza to, że obrazy, które teraz obserwujemy, są archaicznym zapisem rozwijających się galaktyk.

Gdzie istnieją kwazary, tam powstaje nawet kilkaset gwiazd rocznie, podczas gdy w Drodze Mlecznej średnio jedna–dwie.

W centrum galaktyki znajduje się zazwyczaj znaczna ilość materii. Pod wpływem potężnych sił grawitacyjnych formuje ona wokół czarnej dziury i wirując, rozciąga w strukturę zwaną dyskiem akrecyjnym. Ruch gazu wewnątrz niego jest bardzo szybki. Jednocześnie materia po bardzo ciasnej spirali powoli spływa w kierunku czarnej dziury. W miarę zbliżania się do niej podnosi się temperatura gazu do rzędu 100 tysięcy stopni i zaczyna emitować promieniowanie widzialne oraz ultrafioletowe. W ciągu roku czarna dziura pożera materię o masie kilku Słońc.

Od lat 60. ubiegłego wieku astronomowie badają widma kwazarów, by odkryć źródło i drogę emitowanego przez nie promieniowania elektromagnetycznego. Linie absorpcyjne tworzą zapis trasy, jaką ono przebywa i rodzaj materii napotkanej w trakcie wędrówki.

W tej chwili możemy już zbadać skład chemiczny galaktyk i obłoków gazu leżących pomiędzy Ziemią a kwazarami. Jednak pewna zagadka dotąd nie była rozwiązana.

Linie absorpcyjne sygnalizują, że światło przemieszczało się przez wiatry lodowatego gazu poruszające się wewnątrz kwazarowych galaktyk z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę. Choć wiemy nie od dzisiaj, że takie wiatry istnieją, jednak ich pochodzenie i powód, dla którego osiągają tak ogromną prędkość, pozostawały dotąd nieznane.

Astronom Peter Barthel, jego doktorant Pece Podigachoski z Uniwersytetu w Groningen oraz współpracownicy z Harvardu i Niemiec przeanalizowali dane zebrane przez Kosmiczne Obserwatorium Herschel. Wykazali, że intensywność linii absorpcyjnych w obszarze zimnych wiatrów kwazarowych jest bezpośrednio związana z tempem powstawania gwiazd.

To odkrycie może przyczynić się do rozwiązania jeszcze większej tajemnicy: dlaczego rozmiar galaktyk we wszechświecie wydaje się mieć pewną górną granicę?

– Oprócz pytania, jakie procesy odpowiedzialne są za wiatry gazowe, powstaje niezwykle ważne pole badań – mówi Peter Barthel. – Choć teorie przewidują, że galaktyki mogą się rozrastać, jak dotąd nie odkryliśmy ani jednej ultramasywnej galaktyki. Wydaje się, że istnieje jakiś proces, który w pewnym momencie hamuje ich rozwój. Wewnętrzne wiatry gazowe mogą być właśnie odpowiedzialne za takie ograniczenia.

Naukowcy przypuszczają, że wiatry wymiatają materię międzygwiezdną i hamują powstawanie nowych ciał. ©?

Kwazary zaobserwowano już w XIX w. i wzięto je wtedy za gwiazdy. Jednak wraz z zastosowaniem radioteleskopów przyszło nowe odkrycie. W 1963 r. po raz pierwszy zarejestrowano widmo kwazara. Wtedy okazało się, że nie jest to rodzaj gwiazdy, ale jądro galaktyki – ogromny obiekt z ukrytą wewnątrz supermasywną czarną dziurą – dużo jaśniejszy niż wszystkie gwiazdy jego galaktyki.

Przez ostatnie pół wieku naliczono około miliona kwazarów. Są oddalone od nas o miliardy lat świetlnych. Oznacza to, że obrazy, które teraz obserwujemy, są archaicznym zapisem rozwijających się galaktyk.

Pozostało 80% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Kosmos
NASA szuka sposobu na sprowadzanie próbek z Marsa. Tanio i szybko
Kosmos
Odszedł Peter Higgs, odkrywca boskiej cząstki
Kosmos
Badania neutrin pomogą rozwiązać zagadkę powstania wszechświata
Kosmos
Księżyc będzie miał własną strefę czasową? Biały Dom nakazał ustalenie standardu
Kosmos
Astronomowie odkryli tajemnice galaktyki z początku istnienia wszechświata