Najnowsze badania wskazują, że supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk, mogą czasami być skutecznie przesłonięte gęstymi obłokami gazu i pyłu w swoich własnych galaktykach macierzystych.
Dotychczas uważano, że kwazar może być przesłonięty jedynie pierścieniem pyłu i gazu bezpośrednio otaczającym supermasywną czarną dziurę. Teraz jednak okazuje się, że może być inaczej.
Kwazar to niezwykle jasny obiekt zasilany przez czarną dziurę intensywnie pożerającą otaczającą ją materię. Niezwykle intensywne promieniowanie emitowane w tym procesie najczęściej widoczne jest z odległości kosmologicznych. To właśnie dlatego pierwotnie astronomowie, obserwując kwazary, myśleli, że są to gwiazdy. Później, kiedy zmierzono do nich odległości, okazało się, że znajdują się miliardy lat świetlnych od nas, w odległościach, z których żadnej, nawet najjaśniejszej gwiazdy nie moglibyśmy dostrzec. Teraz jednak okazuje się, że owo intensywne promieniowanie otoczenia czarnej dziury może zostać skutecznie zablokowane przez bardzo gęste obłoki pyłu i gazu. Astronomowie od dawna uważali, że taka przesłaniająca czarną dziurę materia istnieje jedynie w bezpośrednim otoczeniu kwazara, w otaczającym go „zapylonym torusie”.
Czytaj także: Czas we wszechświecie płynął pięć razy wolniej? Nie do końca, ale tak to wygląda
Astronomowie pracujący pod kierownictwem badaczy z Uniwersytetu w Durham znaleźli jednak dowody na to, że w przypadku niektórych kwazarów zaciemnienie jest całkowicie spowodowane przez galaktykę macierzystą, w której znajduje się kwazar.
Korzystając z Atacama Large Millimeter Array (ALMA) w Chile, badacze zaobserwowali próbkę bardzo zapylonych kwazarów charakteryzujących się intensywnym tempem powstawania gwiazd.
Odkryli, że wiele z tych kwazarów żyje w bardzo zwartych galaktykach, zwanych „galaktykami gwiazdotwórczymi”, o średnicy nie większej niż 3000 lat świetlnych. W takich galaktykach może powstawać nawet 1000 gwiazd takich jak Słońce rocznie. Dla porównania w znacznie większej galaktyce Drogi Mlecznej (średnica 100 000 lat świetlnych) powstaje średnio 1 gwiazda rocznie.
Do utworzenia tak dużej liczby gwiazd, galaktyka potrzebuje ogromnej ilości gazu i pyłu, które są surowcem do budowy gwiazd. W takich galaktykach chmury gazu i pyłu wzniecane przez szybkie powstawanie gwiazd mogą gromadzić się w centrum galaktyki i całkowicie zakrywać kwazar.
Artykuł badawczy opisujący to zagadnienie opublikowano w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Główna autorka badania Carolina Andonie, doktorantka w Centrum Astronomii Pozagalaktycznej na Uniwersytecie w Durham powiedziała: „To tak, jakby kwazar został pogrzebany w swojej galaktyce macierzystej. W niektórych przypadkach otaczająca kwazar galaktyka jest tak wypełniona gazem i pyłem, że nawet promieniowanie rentgenowskie nie jest w stanie z niej uciec. Zawsze myśleliśmy, że zakurzony pączek wokół czarnej dziury to jedyna rzecz, która zasłania kwazar. Teraz okazało się, że pączkowi może pomóc także cała galaktyka.
Zespół szacuje, że w przypadku około 10–30% kwazarów tworzących bardzo szybko gwiazdy za zasłonięcie kwazara odpowiada wyłącznie galaktyka macierzysta.
Odkrycie to dostarcza nowych informacji na temat związku między wzrostem galaktyk a aktywnością czarnych dziur.
Przesłonięte kwazary mogą reprezentować wczesny etap ewolucji, w którym młode galaktyki są bogate w zimny gaz i pył, przyczyniając się do szybkiego powstawania gwiazd i wzrostu czarnych dziur.
Współautor badania, profesor David Alexander z Uniwersytetu w Durham, powiedział: „To burzliwa i chaotyczna faza ewolucji, kiedy gaz i gwiazdy zderzają się i gromadzą w centrum galaktyki. Gwiezdna walka o pożywienie pokrywa małego kwazara swoistym kokonem pyłu”.
Odsłonięcie tych zakopanych kwazarów pomoże naukowcom zrozumieć związek między galaktykami a supermasywnymi czarnymi dziurami w ich sercach.