Supermasivní černá díra v kupě Fénix vyrábí hvězdy
V srdci kupy Fénix je veliká galaxie. V nitru té galaxie je supermasivní černá díra. Od té černé díry tryská žhavý plyn, který jako kouzlem vyrábí chladný plyn. A z toho chladného plynu vznikají hvězdy jedna za druhou. Není to pohádka?

 

Složený snímek černé díry kupy Fénix. Červeně chladný plyn. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) H.Russell, et al.; NASA/ESA Hubble; NASA/CXC/MIT/M.McDonald et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).
Složený snímek černé díry kupy Fénix. Červeně chladný plyn. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) H.Russell, et al.; NASA/ESA Hubble; NASA/CXC/MIT/M.McDonald et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Kupa Fénix je ohromné společenství asi tak tisícovky galaxií, které pozorujeme v souhvězdí Fénixe, ve vzdálenosti 5,7 miliardy světelných let. V samotném středu kupy Fénix leží masivní centrální galaxie, která je dost zvláštní. Na rozdíl od naprosté většiny centrálních galaxií v kupách totiž chrlí nové hvězdy podivuhodnou, doslova extrémní rychlostí. Jestli je někde ve vesmíru továrna na hvězdy, tak ji mají v kupě Fénix. Zatímco jiné srovnatelné galaxie se zmůžou tak možná na pár hvězd ročně, galaxie v srdci kupy Fénix jich ročně udělá asi 1 000. Vědce pochopitelně už dlouho intenzivně zajímá, co za tím je.

 

Michael McDonald. Kredit: MIT.
Michael McDonald. Kredit: MIT.

A možná to už vědí. Tajemství kupy Fénix totiž odkrývá zcela čerstvá studie astronomky Helen Russell z britské Univerzity v Cambridgi a jejích kolegů, která se objevila v časopisu Astrophysical Journal. Badatelům se podařilo objevit mechanismus, který by mohl pohánět továrnu na hvězdy. Jeho motorem je právě supermasivní černá díra, od které tryská plyn o teplotě 10 milionů stupňů a nafukuje velké bubliny v okolním vesmírném prostoru. Polární výtrysky plynu (jety) supermasivních černých děr obvykle tvorbu nových hvězd tlumí. Odfoukávají totiž studený kosmický plyn, který představuje základní stavební materiál pro nové hvězdy.


V centrální galaxii kupy Fénix to ale funguje jinak. Výtrysky horkého plynu a bubliny kolem supermasivní černé díry mají z nějakého důvodu i opačný vliv. Svým působením přispívají ke tvorbě chladného plynu, který teče do centrální galaxie a vznikají z něj nové hvězdy jako na běžícím pásu. Jak se zdá, supermasivní černá díra v kupě Fénix našla způsob, jak recyklovat horký plyn v podobě studeného plynu pro tvorbu hvězd.

 

Chladný molekulární plyn kolem supermasivní černé díry kupy Fénix na rádiovém snímku soustavy ALMA. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), H. Russell et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).
Chladný molekulární plyn kolem supermasivní černé díry kupy Fénix na rádiovém snímku soustavy ALMA. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), H. Russell et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Podle člena týmu Michaela McDonalda z Kavli institutu pro astrofyziky a výzkum vesmíru na MIT jsme si mysleli, že polární výtrysky a bubliny vytvořené černými děrami zabraňují chladnutí plynu a zamezují tvorbě nových hvězd. Ale jak je vidět, nemusí to tak být vždy. Přinejmenším v kupě Fénix supermasivní černá díra podporuje tvoření nových hvězd a zajišťuje další růst už tak velké galaxie.

 

Supermasivní černá díra v srdci kupy Fénix. Modře bubliny horkého plynu, červeně chladný plyn. Kredit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).
Supermasivní černá díra v srdci kupy Fénix. Modře bubliny horkého plynu, červeně chladný plyn. Kredit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Russellová s kolegy analyzovala data z pozorování kupy Fénix soustavou 66 velkých radioteleskopů v chilské poušti Atacama Large Millimeter Array, čili ALMA. V roce 2015 získali povolení k tomu, aby namířili radioteleskopy na kupu Fénix. Pozorovali s nimi rádiové záření a také detekovali a mapovali výskyt chladného plynu v kupě. Zaměřili se přitom na signál oxidu uhelnatého, který se vyskytuje společně s chladným vodíkem. Ten Russellovou a spol. zajímal nejvíc.


Objevili něco nečekaného. Nalezli gigantické filamenty extrémně chladného plynu, které se táhnou od supermasivní černé díry do vzdálenosti 20 tisíc světelných let. Plyn v nich má teplotu kolem 10 kelvinů (mínus 263 stupňů Celsia). A tyto filamenty se podle všeho ovíjejí kolem bublin horkého plynu, které nafukuje supermasivní černá díra. Je to zatím nejlepší důkaz, že černá díra ovlivňuje tvorbu chladného plynu. Vědci odhadují, že v centrální galaxii kupy Fénix a jejím okolí je tolik chladného plynu, že tam mohou vznikat hvězdy stejně bouřlivou rychlostí ještě tak 30 až 40 milionů let. A možná ještě mnohem déle.

Literatura
MIT News 14. 2. 2017, Wikipedia (Phoenix cluster).


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:16.02.2017