Hubble observă o gaură neagră care aprinde o furtună de formare a stelelor într-o galaxie pitică

Galaxia pitică Henize 2-10 strălucește cu stele tinere în această imagine în lumină vizibilă Hubble. Regiunea luminoasă din centru, înconjurată de nori roz și benzi de praf întunecate, indică locația masivei găuri negre a galaxiei și a pepinierelor stelare active. Credit: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Procesarea imaginii: Alyssa Pagan (STScI)

Galaxia pitică Henize 2-10 continuă să aibă un impact mare, sfidând așteptările astronomilor.

Găurile negre sunt adesea descrise ca monștri ai universului – sfâșiind stelele, consumând orice se apropie prea mult și ținând lumina captivă. Dovezi detaliate din NASAlui Telescopul spațial Hubble, arată totuși a gaură neagră într-o lumină nouă: promovarea, mai degrabă decât suprimarea, formarea stelelor. Imaginile Hubble și spectroscopia galaxiei pitice Henize 2-10 arată în mod clar o ieșire de gaz care se întinde de la gaura neagră la o regiune strălucitoare de naștere a stelei ca un cordon ombilical, declanșând norul deja dens să formeze grupuri de stele. Astronomii au dezbătut anterior că o galaxie pitică ar putea avea o gaură neagră analogă cu găurile negre supermasive din galaxiile mai mari. Studiile ulterioare ale galaxiilor pitice, care au rămas mici de-a lungul timpului cosmic, ar putea arunca lumină asupra întrebării cum s-au format și au evoluat primele semințe ale găurilor negre supermasive de-a lungul istoriei universului.

Imaginile Hubble și spectroscopia galaxiei pitice Henize 2-10 arată în mod clar o ieșire de gaz care se întinde de la gaura neagră la o regiune strălucitoare de naștere a stelei ca un cordon ombilical, declanșând norul deja dens să formeze grupuri de stele. Credit: Centrul de zbor spațial Goddard al NASA; Producător principal: Paul Morris

Deseori descrise ca niște monștri distructivi care țin lumina captivă, găurile negre au un rol mai puțin răutăcios în cele mai recente cercetări ale telescopului spațial Hubble al NASA. O gaură neagră din inima galaxiei pitice Henize 2-10 creează stele în loc să le înghită. Se pare că gaura neagră contribuie la furtuna de formare de noi stele care are loc în galaxie. Galaxia pitică se află la 30 de milioane de ani lumină distanță, în constelația sudică Pyxis.

READ  SpaceX va lansa astăzi 48 de sateliți Starlink, o rachetă Pământului și o puteți urmări în direct

Acum un deceniu, această mică galaxie a stabilit oprit dezbate în rândul astronomilor, să știe dacă galaxiile pitice găzduiau găuri negre proporționale cu giganții supermasivi găsiți în inimile galaxiilor mai mari. Această nouă descoperire are un mic Henize 2-10, care conține doar o zecime din numărul de stele găsite în calea Lactee, gata să joace un rol important în rezolvarea misterului de unde provin găurile negre supermasive, în primul rând.

„Acum zece ani, în calitate de student absolvent, gândindu-mă că îmi voi petrece cariera în formarea stelelor, m-am uitat la datele de la Henize 2-10 și totul s-a schimbat”, a spus Amy Reines, care a publicat prima dovadă pentru o gaură neagră în galaxie în 2011 și este investigatorul principal al noilor observații Hubble, publicate în numărul din 19 ianuarie a revistei Natură.

  Gaura Neagră declanșează formarea stelară în Henize 2-10

O retragere a regiunii centrale a galaxiei pitice cu izbucnire stelară Henize 2-10 urmărește o scurgere sau un pod de gaz fierbinte lung de 230 de ani lumină, care conectează gaura neagră masivă a galaxiei și o regiune de formare a stelelor. Datele Hubble privind viteza fluxului de ieșire din gaura neagră, precum și vârsta stelelor tinere, indică o relație cauzală între cele două. Cu câteva milioane de ani în urmă, fluxul de gaz fierbinte s-a izbit în norul dens al unei pepiniere stelare și s-a extins, ca apa dintr-un furtun care lovește o movilă de pământ. Acum grupuri de stele tinere sunt aliniate perpendicular pe flux, dezvăluind calea răspândirii sale. Credit: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Procesarea imaginii: Alyssa Pagan (STScI)

„De la început, am știut că ceva neobișnuit și special se întâmplă în Henize 2-10, iar acum Hubble a oferit o imagine foarte clară a conexiunii dintre gaura neagră și o regiune vecină de formare a stelei, situată la 230 de ani lumină de gaura neagră. ”, a spus Queens.

Acea conexiune este un flux de gaz care se întinde în spațiu ca un cordon ombilical către o pepinieră stelară strălucitoare. Regiunea găzduia deja un cocon dens de gaz când a sosit fluxul de ieșire cu viteză redusă. Spectroscopia Hubble arată că fluxul de ieșire se mișca cu aproximativ 1 milion de mile pe oră, lovind în gazul dens ca un furtun de grădină lovind un morman de murdărie și răspândindu-se. Ciorchinii de stele nou-născuți punctează calea răspândirii fluxului de ieșire, vârsta lor fiind calculată și de Hubble.

Acesta este efectul opus a ceea ce se vede în galaxiile mai mari, unde materialul care cade spre gaura neagră este îndepărtat de câmpurile magnetice înconjurătoare, formând jeturi arzătoare de plasmă deplasându-se aproape de viteza luminii. Norii de gaz prinși în calea avioanelor ar fi încălziți cu mult peste capacitatea lor de a se răci și de a forma stele. Dar cu gaura neagră mai puțin masivă din Henize 2-10 și curgerea sa mai blândă, gazul a fost comprimat suficient pentru a precipita formarea de noi stele.

„La doar 30 de milioane de ani-lumină distanță, Henize 2-10 este suficient de aproape încât Hubble a reușit să surprindă foarte clar atât imagini, cât și dovezi spectroscopice ale unei găuri negre. Surpriza suplimentară a fost că, mai degrabă decât să suprime formarea stelelor, fluxul a declanșat nașterea de noi stele”, a spus Zachary Schutte, student absolvent al lui Reines și autor principal al noului studiu.

Încă de la prima ei descoperire a caracterului distinctiv radio și Raze X emisiile din Henize 2-10, Reines a crezut că probabil provin de la o gaură neagră masivă, dar nu la fel de supermasivă precum cele observate în galaxiile mai mari. Alți astronomi, totuși, au considerat că radiația ar fi mai probabil să fie emisă de o rămășiță de supernovă, ceea ce ar fi un eveniment familiar într-o galaxie care pompează rapid stele masive care explodează rapid.

„Rezoluția uimitoare a lui Hubble arată în mod clar un model asemănător unui tirbușon în vitezele gazului, pe care îl putem potrivi cu modelul unei curgeri care se precesează sau se balansează dintr-o gaură neagră. O rămășiță de supernovă nu ar avea acest model și, prin urmare, este efectiv dovada noastră cu pistolul fumegând că aceasta este o gaură neagră”, a spus Reines.

Reines se așteaptă ca și mai multe cercetări să fie îndreptate asupra găurilor negre ale galaxiilor pitice în viitor, cu scopul de a le folosi ca indicii pentru misterul modului în care au apărut găurile negre supermasive în universul timpuriu. Este un puzzle persistent pentru astronomi. Relația dintre masa galaxiei și gaura sa neagră poate oferi indicii. Gaura neagră din Henize 2-10 are aproximativ 1 milion de mase solare. În galaxiile mai mari, găurile negre pot fi de peste 1 miliard de ori masa Soarelui nostru. Cu cât galaxia gazdă este mai masivă, cu atât gaura neagră centrală este mai masivă.

Teoriile actuale privind originea găurilor negre supermasive se împart în trei categorii: 1) s-au format la fel ca găurile negre cu masă stelară mai mici, din implozia stelelor și au adunat într-un fel suficient material pentru a crește supramasiv, 2) condiții speciale la începutul anului. universul a permis formarea de stele supermasive, care s-au prăbușit pentru a forma „semințe” masive de găuri negre imediat, sau 3) semințele viitoarelor găuri negre supermasive s-au născut în grupuri de stele dense, unde masa totală a clusterului ar fi fost suficientă. pentru a le crea cumva din colapsul gravitațional.

Până acum, niciuna dintre aceste teorii despre semănarea găurii negre nu a preluat conducerea. Galaxiile pitice precum Henize 2-10 oferă indicii potențiale promițătoare, deoarece au rămas mici de-a lungul timpului cosmic, mai degrabă decât să sufere creșterea și fuziunile galaxiilor mari precum Calea Lactee. Astronomii cred că găurile negre ale galaxiilor pitice ar putea servi ca un analog pentru găurile negre din universul timpuriu, când abia începeau să se formeze și să crească.

„Era primelor găuri negre nu este ceva ce am putut să vedem, așa că a devenit cu adevărat marea întrebare: de unde au venit? Galaxiile pitice ar putea păstra o parte din amintirea scenariului de însămânțare a găurii negre, care altfel a fost pierdută în timp și spațiu”, a spus Reines.

Referință: „Formarea stelare declanșată de găuri negre în galaxia pitică Henize 2-10” de Zachary Schutte și Amy E. Reines, 19 ianuarie 2022, Natură.
DOI: 10.1038/s41586-021-04215-6

Telescopul spațial Hubble este un proiect de cooperare internațională între NASA și ESA (Agenția Spațială Europeană). Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, gestionează telescopul. Institutul de Știință al Telescopului Spațial (STScI) din Baltimore, Maryland, conduce operațiuni științifice Hubble. STScI este operat pentru NASA de Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie din Washington, DC

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *