JWST odhalil, jak se krmí supermasivní černé díry: Klíčem je síť plynných filamentů

Astronomové s pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) učinili převratný objev, který objasňuje, jak se supermasivní černé díry (SMBH) v centrech galaxií krmí a jak ovlivňují vývoj svých hostitelských galaxií.

Astronomové s pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) učinili převratný objev, který objasňuje, jak se supermasivní černé díry (SMBH) v centrech galaxií krmí a jak ovlivňují vývoj svých hostitelských galaxií. Tento proces je jedním z nejžhavějších témat v astronomickém a astrofyzikálním výzkumu, neboť téměř všechny velké galaxie, včetně Mléčné dráhy, hostí SMBH.

Nový výzkum se zaměřil na galaxii NGC 4696, která se nachází v kupě Centaurus, vzdálené asi 170 milionů světelných let. Tato kupa je v astronomických měřítkách relativně blízko, což umožňuje detailní pozorování. Již dříve Hubbleův vesmírný dalekohled odhalil v oblasti vlivu černé díry galaxie NGC 4696 S-tvarovaný vír ionizovaného plynu. Vědci nyní využili výkonnější infračervené schopnosti JWST a jeho přístroje NIRSpec k prozkoumání tohoto víru s vysokým rozlišením.

Klíčovým zjištěním je, že tento ionizovaný vír není izolovaný, ale představuje rotující, vícefázový cirkumnukleární disk (CND), který je fyzicky a kinematicky propojen s rozsáhlejší sítí plynných filamentů. Toto spojení je podle autorů studie chybějícím článkem mezi jevy SMBH na různých škálách – mezi chladnými toky a akrecí černé díry. Studie, vedená Julie Hlavacek-Larrondo z University of Montreal, byla předložena k publikaci v The Astrophysical Journal.

Výsledky výzkumu také nabízejí řešení pro takzvaný problém chladného toku v kupách galaxií. Kupy galaxií obsahují obrovské množství horkého plynu v intraclusterovém médiu (ICM), který by se měl ochlazovat a proudit dovnitř, což by mělo spouštět intenzivní tvorbu hvězd. Pozorovaný ohřev tohoto plynu je však izotropní (rovnoměrný ve všech směrech), což je v rozporu s očekáváním, pokud by ohřev zajišťovaly pouze jety černé díry. Studie ukazuje, že síť filamentů se může v průběhu času posouvat, což může přeorientovat CND a následně i směr jetů emitovaných akreční SMBH. Tento mechanismus by mohl vysvětlit izotropní ohřev v jádrech kup galaxií.

Porozumění tomu, jak galaxie rostou a vyvíjejí se prostřednictvím růstu a zpětné vazby SMBH, je jednou z ústředních výzev astrofyziky. Tento objev, který rozlišuje dynamiku plynu v NGC 4696 až do sub-kiloparsecových měřítek, tak vytváří dlouho hledané spojení mezi multipázovými filamenty na kiloparsecové škále a dynamikou plynu v blízkosti SMBH, kde se přitékající plyn usazuje do CND a krmí černou díru. Posouvá tak naše poznání vesmíru o významný krok vpřed.