Vedci z oblasti astronómie doteraz predpokladali, že staré galaxie a ich zhluky sú mŕtve, „uhasené“ objekty, v ktorých sa už dlho nové hviezdy nevytvárajú.
Umelecká koncepcia výtryskov supermasívnej čiernej diery. Tieto výtrysky môžu hrať úlohu skôr pri chladení plynu ako pri jeho ohrievaní. Zdroj: NASA/Dana Berry/SkyWorks Digital
Ako píše ScienceAlert, teória vyplývajúca z viacerých pozorovaní spočívala v tom, že prevládajúci horúci plyn v spomínaných zhlukoch nemá podmienky na ochladenie a gravitačné zmršťovanie, ktoré sú potrebné pre vznik protohviezd. V takzvanom Fénixovom zhluku galaxií však nedávno astronómovia objavili vznikajúce hviezdy a snažia sa tento nečakaný objav objasniť.
Fénixov zhluk sa prebudil „z popola“
Fénixov zhluk je od nás vzdialený 5,8 miliardy svetelných rokov a je jednou z najhmotnejších známych zoskupení galaxií. Astronómovia doteraz identifikovali 42 členských galaxií, ale v zhluku by ich mohlo byť až 1000.
Obzvlášť zaujímavá je jeho centrálna galaxia, ktorej jadro žiari tak jasne, že naznačuje dynamickú hviezdotvorbu. Podľa vedcov v nej každý rok vznikne približne tisíc nových hviezd, zatiaľ čo v našej Mliečnej ceste len okolo desať.
Jadro vo Fénixovom zhluku. Zdroj: NASA
Ako je to možné?
Vedci sa teraz snažia objasniť, ako je možné, že hviezdy vznikajú v podmienkach, ktoré pre ne nie sú optimálne. Fénixov zhluk teda musí mať nejaký zdroj studeného plynu, ktorý poháňa tvorbu nových hviezd. Je záhadou, odkiaľ sa tento chladný plyn berie.
Vo väčšine podobných zoskupení nie je prítomný, pretože supermasívne čierne diery v jadre zhlukov zvyčajne vyžarujú mohutné prúdenie energie, ktoré plyn ohrieva, čím zabraňuje jeho ochladzovaniu. Tento jav je známy ako problém chladenia galaktického plynu.
Počiatočné predpoklady ponúkali dve možné vysvetlenia: buď plyn pochádza z iných, mladších galaxií v okolí, alebo ide o vnútorný proces chladenia v samotnom zhluku.
Vesmírny teleskop J. Webba našepkal odpoveď
Odpoveď na túto záhadu astronómovia hľadali pomocou Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST). Ukázalo sa, že v jadre Fénixovho zhluku naozaj prebieha proces postupného ochladzovania horúceho plynu. Nové pozorovania JWST založené na emisiách neónov poskytli prvú rozsiahlu mapu plynu pri teplotách medzi 100 000 a 1 000 000 kelvinov.
Vedci použili spektrometer so stredným rozlíšením na MIRI a zozbierali 12 hodín infračervených údajov. Hľadali špecifickú vlnovú dĺžku svetla vyžarovaného neónom pri teplote okolo 300 000 K alebo 540 000 F. To ukazuje prítomnosť stredne teplého plynu, ktorý by bol dôkazom ochladzovania.
„Tento 300 000-stupňový plyn je ako neónový nápis, ktorý žiari v špecifickej vlnovej dĺžke svetla. Mohli sme vidieť jeho zhluky a vlákna v celom našom zornom poli,“ uviedol v tlačovej správe hlavný autor výskumu Michael Reefe, postgraduálny študent fyziky Kavliho inštitútu pre astrofyziku a výskum vesmíru v Massachusettskom technologickom inštitúte (MIT). Výskum bol publikovaný v časopise Nature.
Tento starší obrázok Fénixovho zhluku kombinuje röntgenové, ultrafialové a optické vlnové dĺžky z Chandra a Hubblovho teleskopu. Zdroj: X-ray: NASA/CXC/MIT/M.McDonald et al; Optical: NASA/STScI
Paradox čiernej diery v jadre zhluku
Vedci pozorovali zhluky a filamenty teplého plynu, ktorý bol presne v miestach, kde prebieha tvorba hviezd. To znamená, že Fénixov zhluk si dokáže vytvárať vlastné zdroje chladného plynu bez potreby vonkajšieho prívodu. Zvláštnym paradoxom je, že tento proces pravdepodobne podporuje supermasívna čierna diera v jadre zhluku, ktorá by za normálnych okolností mala plyn skôr zohrievať a zabraňovať jeho ochladzovaniu. Zdá sa, že za istých podmienok môže čierna diera, naopak, pomáhať ochladzovaniu plynu a podporovať tvorbu nových hviezd.
Podľa vedcov tento proces generuje každoročne približne 20 000 hmotností Slnka v podobe chladného plynu, čo je absolútne bezprecedentné. Zatiaľ nie je jasné, či pri podobných objektoch ide o bežný proces alebo je Fénixov zhluk niečím výnimočný.
Zdroj: ScienceAlert, Massachussetts Istitute od Technology, Nature
(LDS)
