Czarne dziury się zmieniają. Naukowcy zrozumieli, jak wyglądała ich aktywność miliardy lat temu

Gdyby cofnąć się o kilka-kilkanaście miliardów lat i porównać siłę ówczesnych wiatrów generowanych przez czarne dziury ze współczesnymi, to różnica najprawdopodobniej okazałaby się bardzo znacząca.
Czarne dziury się zmieniają. Naukowcy zrozumieli, jak wyglądała ich aktywność miliardy lat temu

Do takich wniosków doszli przedstawiciele Narodowego Instytutu Astrofizyki w Trieście, którzy przedstawili wyniki swoich badań na łamach Nature. Na ich potrzeby przeprowadzili obserwacje 30 kwazarów śledzonych przez Bardzo Duży Teleskop. Te niezwykle jasne obiekty znajdujące się w jądrach galaktyk są powiązane z aktywnością supermasywnych czarnych dziur pochłaniających otaczającą je materię. Galaktyki, w których znajdują się kwazary, sięgają pierwszych etapów istnienia wszechświata, kiedy miał on od 500 milionów do 1 miliarda lat.

Czytaj też: Wszechświat się rozszerza, ale czy tak będzie zawsze? Nowe badanie sugeruje zmiany

Jak wyjaśniają autorzy, wiatry związane z aktywnością czarnych dziur w młodym wszechświecie okazały się znacznie częstsze i silniejsze, osiągając nawet 17 procent prędkości światła. Przyczyniały się też do dostarczania ogromnych ilości energii do swoich galaktyk. Dokładniej rzecz biorąc, mniej więcej połowa objętych badaniami kwazarów generowała znacznie częstsze i 20-krotnie silniejsze wiatry niż w przypadku młodszych, znajdujących się bliżej Ziemi, kwazarów.

Czarne dziury z pierwszych milionów lat istnienia wszechświata przyczyniały się do znacznie silniejszych wiatrów

[…] w pewnym momencie we wszechświecie musiał zadziałać mechanizm, który spowolnił wzrost czarnych dziur. Nasze obserwacje pozwoliły nam zidentyfikować ten mechanizm w wiatrach czarnych dziur powstałych, gdy Wszechświat miał od 0,5 do 1 miliarda lat.wyjaśnia jedna z autorek, Chiara Feruglio

Oznacza to, że energia dostarczana przez wiatry mogła powstrzymać akrecję materii ograniczając dalszy rozwój czarnej dziury. Rozpoczął się natomiast etap, na którym zachodziła wspólna ewolucja pomiędzy czarną dziurą a jej galaktyką. Ustalenia naukowców w tej dziedzinie są kluczowe w kontekście zrozumienia początkowych faz wzrostu czarnych dziur i galaktyk będących ich gospodarzami. Umożliwiają też wprowadzenie ram w modelach opisujących powstawanie pierwszych galaktyk.

Czytaj też: Historyczne zdjęcie czarnej dziury. Oto centralny obiekt naszej galaktyki – Sagittarius A*

Od kilku lat mieliśmy poszlaki sugerujące, że czarne dziury 1 miliard razy masywniejsze od Słońca (…) mogą wystrzeliwać do swojego otoczenia potężne wiatry, które poruszają się z prędkością równą 20 procent prędkości światła. […] Odkrycie tych spektakularnych wiatrów galaktycznych w tak odległych czasach mogło mieć ogromne i jak dotąd niezbadane implikacje dla narodzin i ewolucji galaktyk takich jak nasza. Zajmiemy się tymi pytaniami w ramach kontynuacji badań. podsumowuje współautor badań, Andrea Ferrara