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.

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