Cercetările conduse de Centrul de Astrobiologie (CAB-INTA-CSIC), cu participarea Institutului de Astrofizică din Andaluzia (IAA-CSIC), a Institutului de Astronomie și Astrofizică al Academiei Sinica (Taiwan) și GRANTECAN, sugerează că Quasars , fenomene extreme generate de activitatea găurilor negre supermasive, ar putea fi responsabile de alterarea evoluției chimice a întregii galaxii.
Studiul indică faptul că quasarii ar putea fi responsabili pentru modificarea evoluției chimice a întregii galaxii
Quazarii sunt unul dintre cele mai luminoase tipuri de obiecte pe care le putem observa în univers. Ca și alte galaxii active, ele au în centru o gaură neagră supermasivă, cu mase care variază de la milioane la miliarde de ori masa Soarelui, înconjurate de un disc de gaz care îl alimentează.
Gravitația intensă a găurii negre generează temperaturi și presiuni extreme în discul de acreție, ceea ce determină emisia de radiații intense și apariția unor fenomene extreme precum jeturi relativiste de particulecare călătoresc cu viteze apropiate de viteza luminii, sau vânturi cosmice, fluxuri de gaz și particule ejectate cu mii de kilometri pe secundă din regiunile interioare. Aceste vânturi sunt capabile să injecteze cantități mari de energie în restul galaxiei.
O „ceașcă de ceai” formată de supervânturi
Echipa responsabilă pentru acest studiu a realizat o hartă bidimensională a abundențelor relative de oxigen și azot din gazul galaxiei active SDSS 1430+1339, descoperite de voluntari de la Proiectul științei cetățenilor Galaxy Zoo și situat la mai mult de un miliard de ani lumină de Pământ.
Quasarul „Teacup” se caracterizează prin prezența unei bule de gaz fierbinte, ionizat, asociată cu prezența unui flux enorm de energie și a particulelor de mare viteză, cauzate de gaura sa neagră supermasivă.
Acest quasar, numit colocvial ceașcă de ceai, dDatorită formei sale deosebite care amintește de ceașca de ceai, se caracterizează prin prezența unei bule de gaz fierbinte și ionizat cu un diametru de peste treizeci de mii de ani lumină, care înconjoară nucleul său activ. Această bulă este asociată cu prezența unui flux imens de energie și particule de mare viteză cauzată de activitatea găurii sale negre supermasive.
Datele obținute demonstrează că acest flux, numit supervânt, acționează ca un mecanism puternic de injectare a energiei în întreaga galaxie, afectând chiar și compoziția chimică a gazului pe care îl conține.
„Studiul nostru arată că acțiunea acestui supervânt afectează compoziția chimică a gazului pe măsură ce trece prin galaxie și că impactul său atinge distanțe enorme”, spune el. Montserrat Villarcercetător la CAB-CSIC-INTA) și autor principal al lucrării. „Dacă s-ar întâmpla un fenomen similar în inima galaxiei noastre, supervântul rezultat ar putea contamina gazul într-un volum enorm care ar include Sistemul Solar cu elemente grele”, clarifică el.
Dacă un fenomen similar ar avea loc în inima galaxiei noastre, supervântul rezultat ar putea contamina gazul într-un volum enorm care ar include Sistemul Solar cu elemente grele.
Montserrat Villar, autor principal (CAB-INTA-CSIC)
Gaura neagră conduce evoluția chimică
Variația abundențelor relative de oxigen și azot observată în galaxia ceașcă de ceai poate fi compatibilă cu mai multe scenarii. În toate acestea, activitatea nucleară asociată cu gaura neagră supermasivă acționează ca mecanism responsabil în ultimă instanță pentru îmbogățirea chimică a gazului, chiar și la distanțe mari.
„Nu știm dacă schimbarea abundențelor chimice din regiunile exterioare a fost cauzată de deplasarea elementelor grele din regiunea centrală a galaxiei sau de alte mecanisme care nu implică această forță. O altă posibilitate este că acest supervânt a indus formarea de stele în zone foarte îndepărtate de miezul galactic și că acestea au îmbogățit mediul înconjurător prin explozii de supernove.
În orice caz, indică Villar, „acest quasar oferă dovezi clare de observare a modului în care activitatea nucleară poate îmbogăți gazul la scară mare, posibil chiar și dincolo de galaxia însăși”.
Sara Cazzolicercetător la Institutul de Astrofizică din Andaluzia și coautor al studiului, adaugă: „Înțelegerea modului în care găurile negre supermasive reglează evoluția galaxiilor este unul dintre cele mai fierbinți subiecte din astrofizica actuală. „Interesul studiului nostru constă în faptul că oferă dovezi directe ale impactului său asupra evoluției chimice a galaxiei.”
Din deșertul Atacama
Echipa de studiu a folosit date de spectroscopie integrală de câmp obținute cu instrumentul MUSE pe Very Large Telescope (VLT), un set de patru telescoape cu diametrul de 8,2 metri situat la unitățile Observatorului European de Sud. (ESO) în deșertul chilian Atacama.
Calitatea cerului în acea locație și sensibilitatea instrumentului fac din VLT-MUSE o infrastructură tehnologică excelentă, care a făcut posibilă detectarea și studierea în detaliu a gazului ionizat tenue care înconjoară galaxii active atât de îndepărtate cât Ceaşcă de ceai.
Analiza abundenței relative și distribuției elementelor grele în gazul galaxiilor ajută la reconstruirea istoriei evoluției lor chimice
Analiza abundenței relative și distribuției elementelor grele în gazul galaxiilor ajută la reconstruirea istoriei evoluției lor chimice, un aspect crucial în formarea stelelor și a planetelor.
„Acest studiu este doar începutul, deoarece poate fi extins la multe alte galaxii. Avem instrumentele teoretice și datele necesare pentru a investiga dacă fenomene similare au avut loc în momente diferite ale istoriei. poveste cosmică”conchide Villar.
Drepturi: Creative Commons.