Nowe obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) i Atacama Large Millimeter Array (ALMA) ujawniły rzadki przypadek samozniszczenia galaktyk: masywna starożytna galaktyka zwana Galaktyką Pabla (GS-10578) została powoli uduszona przez własną supermasywną czarną dziurę. Proces ten, określany przez badaczy jako „śmierć tysiącem cięć”, podważa istniejące modele ewolucji galaktycznej.
Galaktyka, która zestarzała się za szybko
Galaktyka Pabla, mająca około 11,5 do 12,5 miliarda lat (podczas gdy Wszechświat ma 13,8 miliarda lat), jest niezwykle duża jak na swój wiek – około 200 miliardów mas Słońca. To, co czyni ją niezwykłą, to nie jej rozmiar, ale sposób śmierci: nie w wyniku katastrofalnej kolizji lub eksplozji, ale w wyniku stopniowego wyczerpywania się zimnego gazu potrzebnego do formowania nowych gwiazd.
To odkrycie jest znaczące, ponieważ większość modeli przewiduje, że supermasywne czarne dziury albo rozdzierają galaktyki, albo powodują intensywne powstawanie gwiazd w wyniku zaburzeń grawitacyjnych. Zamiast tego w Galaktyce Pabla czarna dziura metodycznie podgrzewa napływający gaz, zapobiegając jego ochłodzeniu i kondensacji w obszarze gwiazdotwórczym.
Jak doszło do zużycia
Zespół kierowany przez Jana Scholza z Uniwersytetu w Cambridge nie znalazł śladów tlenku węgla – kluczowego wskaźnika zimnego wodoru tworzącego gwiazdy – przy użyciu ALMA. Obserwacje JWST potwierdziły, że czarna dziura wyrzuca obojętny gaz z prędkością prawie 1450 kilometrów na godzinę (900 mil na godzinę). W takim tempie galaktyka wyczerpałaby swoje paliwo do tworzenia gwiazd w ciągu zaledwie 16 do 220 milionów lat, czyli jednej chwili w galaktycznej skali czasu.
„Zasadniczo nie ma już zimnego gazu. Oznacza to raczej powolne umieranie z głodu, a nie jeden dramatyczny cios” – wyjaśnia Scholz.
Implikacje dla wczesnego Wszechświata
To nie jest odosobniony przypadek. Naukowcy sugerują, że Galaktyka Pabla reprezentuje wcześniej niedocenianą populację galaktyk we wczesnym Wszechświecie, która mogła wymarć przedwcześnie z powodu podobnych mechanizmów głodu. Do czasu pojawienia się JWST galaktyki te pozostawały w dużej mierze nieznane. Dostępne dowody sugerują, że mogą one występować znacznie częściej, niż wcześniej sądzono.
Oznacza to, że standardowe modele starzenia się galaktyk mogą wymagać rewizji. To odkrycie zmusza astronomów do rozważenia, że głód spowodowany przez czarne dziury może być częstym losem galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Konieczne będą dalsze badania w celu określenia zakresu tego procesu i jego wpływu na ewolucję galaktyczną w czasie kosmicznym.
Wyniki te podkreślają, jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zrewolucjonizuje nasze rozumienie wczesnego Wszechświata. Jego zdolność obserwacji słabych sygnałów ze starożytnych galaktyk ujawnia ukryte wcześniej procesy, które ukształtowały kosmos, jaki znamy.
