Proč naše galaxie neprodukuje více hvězd?
Astronomy dlouho trápí jedna záhada. Mléčná dráha – tedy galaxie, ve které žijeme – ukrývá zhruba sto miliard hvězd. Spousta hvězd, řeklo by se. Jenže kolem podobných galaxií se nachází něco ještě rozsáhlejšího a podstatnějšího. Odborníci tomu říkají circumgalaktické médium, neboli CGM. Představ si to jako obří nádrž s plynem, která galaxii halí jako mlžný opar. Sahá deset až dvacetkrát dál, než sahají samotné hvězdy, které vidíme.
Tenhle plyn je vlastně palivo pro budoucí hvězdy. Postupem času se část ochladí, přiblíží se k centru, shlukne se a nakonec se vznítí v nové hvězdy. A protože právě v hvězdách vznikají planety – a na planetách může vzniknout život – je tahle plynná nádrž docela zásadní záležitost.
Takže tady máme hádanku: když jsou galaxie obklopené tolika potenciálním hvězdotvorným palivem, proč z nich nevychází o sto procent více nových hvězd? Něco musí bránit tomu, aby plyn dostatečně vychladl a smrštil se. Ale co?
Nejmenší věci s největším vlivem
Vsuvka: supermasivní černé díry. Tyto příšery se ukrývají v centrech většiny velkých galaxií. Ve srovnání s galaxiemi, které obývají, jsou naprosto nepatrné. Představ si něco velikosti naší sluneční soustavy, které ovlivňuje něco bilionkrát hmotnější.
„Je to jako kdyby mravenec nějak ovlivňoval něco na stovky kilometrů daleko," říká Namrata Roy, astronomka z Raman Research Institute. „Jak může něco tak malého energeticky působit na něco tak obrovského?"
Férová otázka. A upřímně řečeno, jedna z nejzajímavějších v moderní astronomii.
Trysky, které mění pravidla hry
Nový výzkum Sanchayeety Borthakur z Arizona State University a zmíněné Namraty Roy možná našel odpověď. Jejich studie, která nedávno vyšla v Astrophysical Journal Letters, ukazuje, že když se černé díry aktivně krmí, dokážou vypustit neuvěřitelně silné proudy přehřáté plazmy. Ty tryskají do okolního plynu.
Tyto trysky nejen zahřívají blízký materiál. Mění chemii a ionizační stav plynu, který je naprosto nesmyslně daleko.
Výzkumný tým studoval galaxie s aktivními černými díry, které podobné trysky produkují. Hledali konkrétní signál: slabé záření ionizovaného vodíku, známé jako H-alfa. Problém je, že tenhle signál je příliš slabý na to, aby se detekoval kolem jedné galaxie. Takže vymysleli chytrý tah: spojili pozorování ze stovek galaxií pomocí dat z průzkumu DESI a rádiového teleskopu LOFAR.
Reflektor, ne žárovka
Když zprůměrovali signály ze všech směrů kolem těchto galaxií, záření H-alfa bylo docela slabé. Ale když se zaměřili specificky na dráhy trysek – tam, kde plazma skutečně tryskala ven – signál byl dramaticky silnější.
To nám říká něco důležitého: trysky neosvětlují všechno kolem sebe jako žárovka. Fungují spíš jako reflektor. Ovlivňují přímo plyn, kterým procházejí.
„Ta překvapivá otázka zní: jak může něco tak malého energeticky působit na něco tak obrovského?" podotýká Roy. Teď už možná konečně máme odpověď.
Co to znamená pro vývoj galaxií
Tohle zjištění by mohlo vysvětlit kosmickou záhadu takzvaných „uhasnutých" galaxií – tedy galaxií, které přestaly tvořit nové hvězdy. Pokud černé díry neustále narušují zásoby plynu, které galaxie potřebují k tvorbě hvězd, mohlo by to zastavit hvězdotvorbu úplně.
„Toto je průlomový výsledek, který řeší dlouholetou záhadu, jak černé díry ovlivňují galaxie, jejich hvězdy a život samotný!" říká Borthakur. „Tato práce otevírá nový směr, jak dál prozkoumávat propojení mezi supermasivními černými díry vzdálenými biliony kilometrů – a tím, jak jsme se tu vůbec ocitli."
Když se nad tím zamyslíš, je to docela hluboké. Stejná aktivita černých děr, která formuje vývoj galaxií, by nakonec mohla ovlivnit, jestli vůbec existují podmínky vhodné pro život.
Takže až příště vyjdeš ven a podíváš se na noční oblohu na nějakou hvězdu, vzpomeň si: ta hvězda nejspíš existuje proto, že někde černá díra rozhodla nechat ji na pokoji. A kdyby ta černá díra byla o něco aktivnější se svými tryskami, ta hvězda by možná nikdy nevznikla.
Docela divoká představa, co?