Netolima galaktika užfiksuota tarsi pati išsiurbianti iš savęs žvaigždžių formavimuisi reikalingas dujas – iš jos centro, kuriame slypi milžiniška juodoji bedugnė, į kosmosą driekiasi galingi įkaitusių medžiagų srautai.
Ši galaktika, vadinama VV 340a, suteikia retą galimybę iš palyginti nedidelio atstumo – maždaug už 500 milijonų šviesmečių – stebėti, kaip juodosios bedugnės gali pristabdyti žvaigždžių formavimąsi savo galaktikose. Manoma, kad VV 340a juodoji bedugnė išmeta tiek daug medžiagos, jog žvaigždėdara joje jau yra reikšmingai slopinama.
„Kiek mums žinoma, pirmą kartą matome kiloparseko, t. y. galaktikos masto, precesuojančią radijo čiurkšlę, kuri išjudina milžinišką kiekį koronalinių dujų“, – aiškina astrofizikas Justinas Kaderis iš Kalifornijos universiteto Irvane.
„Iš esmės tai smarkiai riboja žvaigždžių formavimąsi galaktikoje, nes žvaigždžių gimimui tinkamos dujos yra įkaitinamos ir pašalinamos.“
Juodosios bedugnės – ir galaktikų variklis, ir „badmetis“
Manoma, kad supermasyvios juodosios bedugnės yra būtinas galaktikų susidarymo ir raidos ingredientas, tačiau jos taip pat gali išspinduliuoti tiek daug energijos ir spinduliuotės, kad faktiškai „numarina badu“ savo galaktikas, atimdamos iš jų medžiagą, reikalingą naujoms žvaigždėms formuotis. Jei galaktika tampa nebeaktyvi, tai nebūtinai yra negrįžtamas etapas, tačiau tai aiškiai rodo, kad jos audringas, žvaigždėmis gausus jaunystės laikotarpis jau baigėsi.
Juodosios bedugnės gali sustabdyti žvaigždėdarą keliais skirtingais būdais. Visi jie bendrai vadinami grįžtamuoju ryšiu (angl. feedback) ir siejami su pačios juodosios bedugnės aktyvumu: tai galingos čiurkšlės, spinduliuotės slėgis ir vėjai, kylantys tada, kai juodoji bedugnė didžiuliu greičiu ryja aplink esančią medžiagą.
Kaip gimsta milžiniškos čiurkšlės?
Čiurkšlės – tai milžiniški dariniai, išsiveržiantys iš aktyviai besimaitinančios juodosios bedugnės ašigalių. Juodoji bedugnė ryja dujų ir dulkių debesis, kurie sukasi akreciniame diske aplink šį objektą, tačiau ne visa medžiaga peržengia įvykių horizonto ribą.
Astronomai dar nėra tiksliai išsiaiškinę visų šio proceso detalių, tačiau manoma, kad dalis medžiagos iš vidinės disko srities nukreipiama išilgai juodosios bedugnės magnetinio lauko linijų už įvykių horizonto ribų. Pasiekusi ašigalių sritis, ši medžiaga milžiniškais greičiais yra išmetama į kosmosą – kartais sudarančiais reikšmingą šviesos greičio dalį.
Ilgainiui tokie išsiveržimai suformuoja struktūras – čiurkšles, – kurios gali nusidriekti milijonų šviesmečių atstumu. VV 340a čiurkšlės dar nėra tiek ilgai „keliavusios“ per kosmosą: jos tęsiasi maždaug po 20 000 šviesmečių kiekviena kryptimi nuo juodosios bedugnės ir yra užpildytos smūginiais frontais įkaitintomis, jonizuotomis dujomis.
Vis dėlto tai – didžiausios ir labiausiai nutolusios šoko įkaitinto, stipriai jonizuoto koronalinio dujų srauto čiurkšlės, kada nors aptiktos Visatoje. Ši medžiaga įkaitinta iki temperatūrų, panašių į Saulės vainiko, t. y. jos išorinės atmosferos.
„Kitose galaktikose tokio tipo itin energingos dujos beveik visada būna apribotos kelių dešimčių parsekų atstumu nuo galaktikos juodosios bedugnės, o mūsų aptiktos struktūros šį mastą viršija maždaug 30 kartų ir daugiau“, – pabrėžia Kaderis.
Ne itin galingos, bet nepaprastai veiksmingos
Įdomu tai, kad VV 340a čiurkšlės pagal astrofizikos standartus nėra ypač galingos. Tačiau, kaip rodo tyrimai, jos kasmet iš galaktikos išneša maždaug 19,4 Saulės masės atitikmenį medžiagos. Palyginimui, Paukščių Tako galaktika kasmet suformuoja iki maždaug 3,3 Saulės masės naujų žvaigždžių.
Manoma, kad didelis VV 340a dvipusės čiurkšlės efektyvumas siejamas su jos forma. Čiurkšlė precesuoja – jos sukimosi ašis šiek tiek svyruoja, tarsi besisukantis sodo purkštuvas. Dėl to srautas nėra tiesus, o labiau primena spiralę ar sraigtinę (helisinę) struktūrą.
Tyrėjų nuomone, šios helisinės čiurkšlės itin efektyviai sąveikauja su galaktikos dujomis: tarsi „pagauna“ jas, nusineša kartu ir įkaitina iki koronalinių temperatūrų tokiais atstumais nuo juodosios bedugnės, kokių astronomai iki šiol dar nebuvo stebėję.
Jauna galaktika su „senamadiška“ elgsena
Kitas netikėtas atradimo aspektas – tai, kad helisinės, precesuojančios čiurkšlės dažniausiai stebimos senesnėse galaktikose. VV 340a laikoma palyginti jauna ir šiuo metu yra susijungimo su kita galaktika procese. Tai rodo, kad net ir jaunai atrodančios galaktikos gali patirti stipraus grįžtamojo ryšio epizodus taip, kaip mokslininkai iki šiol nelabai tikėjosi.
Be to, dėl vykstančio susiliejimo su kita galaktika šis žvaigždžių formavimąsi slopinantis poveikis, tikėtina, netruks labai ilgai. Galaktikų susijungimai dažnai sukelia intensyvų žvaigždėdaros suaktyvėjimą: abiejų galaktikų dujos susispaudžia, patiria smūginius frontus ir tai sukuria idealias sąlygas tikram žvaigždžių „kūdikio bumui“.
„Mes tik pradedame suprasti, kaip dažnai toks aktyvumas gali pasireikšti“, – sako astronomė Vivian U.
„Labai džiaugiamės galimybe toliau tyrinėti tokius iki šiol neregėtus reiškinius įvairiuose galaktikų masteliuose, naudodamiesi pažangiausiais įrankiais“, – priduria ji, turėdama omenyje tokias observatorijas kaip Jameso Webbo kosminis teleskopas. – „Neabejojame, kad ateityje pamatysime dar daugiau stulbinančių atradimų.“
