Najjaśniejsza znana galaktyka we Wszechświecie – kwazar W2246-0526, widoczny w stanie gdy Wszechświat miał mniej niż 10% swojego obecnego wieku – jest tak burzliwy, że znajduje się w procesie wyrzucania całego swojego gazu potrzebnego do powstawania gwiazd – tak wskazują najnowsze obserwacje wykonane za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Kwazary to odległe galaktyki z bardzo aktywnymi supermasywnymi czarnymi dziurami w swoich centrach, które wystrzeliwują potężne dżety cząstek i promieniowania. Większość kwazarów świeci jasno, natomiast niewielki procent [1] tych energetycznych obiektów należy do nietypowej klasy zwanej Hot DOGs, od Hot, Dust-Obscured Galaxies (czyli: gorące, przesłonięte pyłem galaktyki), włączając w to galaktykę WISE J224607.57-052635.0 [2], najjaśniejszą znaną galaktykę we Wszechświecie.

Po raz pierwszy zespół, który kierował Tanio Díaz-Santos z Universidad Diego Portales w Santiago (Chile), wykorzystał unikatowe zdolności ALMA [3] do zerknięcie do wnętrza W2246-0526 i śledzenia ruchów zjonizowanych atomów węgla pomiędzy gwiazdami tej galaktyki.

„Znaleźliśmy wielkie ilości materii międzygwiazdowej w niesamowicie burzliwym i dynamiczny stanie, pędzącej przez galaktykę z prędkością około dwóch milionów kilometrów na godzinę” wyjaśnił Tanio Díaz-Santos.

Astronomowie wierzą, że burzliwe zachowanie może mieć związek z ekstremalną jasnością galaktyki. W2246-0526 wyświeca tyle światła ile prawie 350 bilionów Słońc. Ta zaskakująca jasność jest zasilana przez dysk gazu rozgrzewany gdy porusza się po spirali wokół supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Światło od tego jasnego dysku akrecyjnego nie ucieka bezpośrednio, ale jest absorbowane przez otaczającą go grubą zasłonę pyłu, reemitującą energię w zakresie podczerwieni [4].

Ta potężna energia podczerwona ma bezpośredni i gwałtowny wpływ na całą galaktykę. Obszar wokół czarnej dziury jest co najmniej 100 razy jaśniejszy niż pozostała część galaktyki razem, uwalniając intensywne, ale zlokalizowane promieniowanie w W2246-0526, które wywiera wpływ na całą galaktykę [5].

„Podejrzewamy, że galaktyka ta była w stadium przekształcania swojego życia z powodu niesamowitych ilości energii w podczerwieni” powiedział współautor Peter Eisenhardt, naukowiec z projektu WISE w NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii.

„ALMA pokazała nam, że rozpalony piec w tej galaktyce powoduje kipienie” obrazowo mówi Roberto Assef, także z Universidad Diego Portales, kierujące obserwacjami ALMA.

Jeżeli te turbulentne warunki będą nadal trwać, to intensywne promieniowanie podczerwone „wygotuje” z galaktyki międzygwiazdowy gaz. Modele ewolucji galaktyki oparte na nowych danych z ALMA wskazują, że gaz międzygwiazdowy jest aktualnie wyrzucany z galaktyki we wszystkich kierunkach.

„Jeżeli ten schemat będzie kontynuowany, to możliwe iż W2246 przekształci się w bardziej dojrzały, tradycyjny kwazar” podsumowuje Manuel Aravena, także z Universidad Diego Portales. „Tylko ALMA, ze swoją niezrównaną rozdzielczością, pozwala nam na zobaczenie tego obiektu w HD i zbadanie tego ważnego etapu w życiu galaktyki”.

Uwagi:

[1] Tylko jeden na 3000 obserwowanych kwazarów jest klasyfikowany jako „Hot DOG”.

[2] Pełna nazwa tego obiektu brzmi WISE J224607.57-052635.0. Został odkryty przez należące do NASA obserwatorium kosmiczne Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), a pozostała część nazwy wskazuje dokładne położenie kwazara na niebie.

[3] ALMA jest w stanie wykrywać słabe promieniowanie na falach milimetrowych emitowane w sposób naturalny przez węgiel atomowy.

[4] Z powodu rozszerzania się Wszechświata, obserwowane z Ziemi promieniowanie podczerwone od W2246-0526 jest przesunięte ku czerwieni w stronę dłuższych fal milimetrowych, na które ALMA jest bardzo czuła.

[5] W przypadku większości innych kwazarów stosunek ten jest znacznie mniej okazały. Proces wzajemnych oddziaływań pomiędzy centralną czarną dziurą w galaktyce, a resztą materii jest określany przez astronomów jako „sprzężenie zwrotne”.

Źródła:

• Europejskie Obserwatorium Południowe
• Burzliwe narodziny kwazara