Istraživači NASA-inog Centra za svemirske letove Godard u Grinbeltu, Merilend, otkrili su rendgensku aktivnost koja baca svetlo na evoluciju galaksija.
Rendgenski zraci ocrtavaju džinovske oblake hladnog gasa u obližnjoj spiralnoj galaksiji NGC 4945. Čini se da je gas eksplodirao kroz galaksiju nakon što je njena centralna supermasivna crna rupa eruptirala pre nekih 5 miliona godina.
„U naučnoj zajednici je u toku debata o tome kako se galaksije razvijaju“, rekla je Kimberli Viver, astrofizičarka u Godardu koja je vodila rad.
„Pronalazimo supermasivne crne rupe u centrima skoro svih galaksija veličine Mlečnog puta, a otvoreno je pitanje koliki uticaj one imaju u poređenju sa efektima formiranja zvezda. Proučavanje obližnjih galaksija poput NGC 4945, za koje mislimo da vidimo u prelaznom periodu, pomaže nam da izgradimo bolje modele kako zvezde i crne rupe proizvode galaktičke promene.“
Viverova je predstavila rezultate u ime svog tima na 243. sastanku Američkog astronomskog društva u Nju Orleansu 11. januara. Rad o otkriću je sada u pregledu u The Astrophisical Journal.
Rad je omogućen zahvaljujući podacima koje je prikupila ESA (Evropska svemirska agencija) satelit KSMM-Nevton (Ks-rai Multi-Mirror Mission) uz pomoć NASA-ine rendgenske opservatorije Chandra.
NGC 4945 je aktivna galaksija udaljena oko 13 miliona svetlosnih godina u južnom sazvežđu Kentaur.
Aktivna galaksija ima neobično svetao i promenljiv centar koji pokreće supermasivna crna rupa koja zagreva okolni disk gasa i prašine kroz gravitacione sile i sile trenja. Crna rupa polako troši materijal oko sebe, što stvara nasumične fluktuacije u emitovanoj svetlosti diska. Kao i kod većine aktivnih galaksija, crna rupa i disk NGC 4945 su obavijeni gustim oblakom prašine zvanim torus, koji blokira deo te svetlosti.
Jezgra aktivnih galaksija takođe mogu pokretati mlazove čestica velike brzine i stvarati jake vetrove koji sadrže gas i prašinu.
NGC 4945 je takođe galaksija sa praskom zvezda, što znači da formira zvezde mnogo brže od naše. Naučnici procenjuju da proizvodi ekvivalentnu masu od 18 zvezda poput našeg Sunca svake godine, ili skoro tri puta više od Mlečnog puta. Skoro sve formacije zvezda su koncentrisane u centru galaksije. Događaj zvezdanog praska traje između 10 i 100 miliona godina, a završava se tek kada se iscrpi sirovina za pravljenje novih zvezda.
Viver, NASA-in projektni naučnik za KSMM-Nevton, i njen tim su pogledali NGC 4945 sa satelitom. U svojim podacima su videli ono što naučnici nazivaju gvozdenom K-alfa linijom. Ova karakteristika se javlja kada se veoma energična rendgenska svetlost sa diska crne rupe susreće sa hladnim gasom negde drugde. (Gas meri oko minus 400 stepeni Farenhajta ili minus 200 Celzijusa.) Gvozdena linija je uobičajena u aktivnim galaksijama, ali do ovih opservacija, naučnici su ranije mislili da se javlja na skalama koje su mnogo bliže crnoj rupi.
„Čandra je mapirao gvožđe K-alfa u drugim galaksijama. U ovoj nam je pomogla da proučavamo pojedinačne svetle izvore rendgenskih zraka u oblaku kako bi nam pomogla da isključimo druge potencijalne izvore osim crne rupe“, rekla je Džena Kan, saradnica autor i postdoktorski istraživač na Godardu. „Ali linija NGC 4945 proteže se toliko daleko od njegovog centra da nam je bilo potrebno široko vidno polje KSMM-Njutna da bismo sve to videli.“
Pošto je NGC 4945 sa naše tačke gledišta nagnut skoro na ivicu, KSMM-Njutn je uspeo da mapira opseg svoje gvozdene linije i duž i iznad ravni galaksije, prateći je do 32.000 odnosno 16.000 svetlosnih godina, respektivno. red veličine dalje od prethodno uočenih gvozdenih linija.
Naučni tim misli da je hladni gas istaknut linijom relikt mlaza čestica koji je izbio iz centralne crne rupe galaksije pre oko 5 miliona godina. Mlaz je verovatno bio nagnut u galaksiju, a ne u svemir, pokretajući super-snažni vetar koji je još uvek gurao hladni gas kroz galaksiju. Možda je čak i pokrenuo trenutni događaj zvezdanog praska.
Viver i njene kolege će nastaviti da posmatraju NGC 4945 da vide da li mogu da otkriju druge načine na koje crna rupa utiče na evoluciju galaksije. Isti rendgenski zraci sa diska koji trenutno ističu hladni gas mogu takođe početi da ga rasipaju. Pošto bi zvezdama bio potreban taj gas da se formiraju, naučnici bi mogli da izmere kako aktivnost oko crne rupe u galaksiji može da ugasi njenu fazu zvezdanog praska.
„Postoji niz dokaza koji ukazuju na to da crne rupe igraju važnu ulogu u nekim galaksijama u određivanju njihove istorije formiranja zvezda i njihove sudbine“, rekao je koautor Edmund Hodges-Kluck, astrofizičar u Godardu.
„Mi proučavamo mnogo galaksija, poput NGC 4945, jer iako je fizika prilično ista od crne rupe do crne rupe, uticaj koji imaju na njihove galaksije veoma varira. KSMM-Nevton nam je pomogao da otkrijemo galaktički fosil koji nismo ne znam da tražim – ali je verovatno samo prvi od mnogih.“
