W większości galaktyk we Wszechświecie znaleźć można masywne czarne dziury, których masa jest od około 1 mln do 10 mln razy większa od masy Słońca. Aby je odnaleźć, astronomowie poszukują miejsc ogromnego promieniowania emitowanego przez gaz, który wpada w takie obiekty w okresie aktywności czarnej dziury. Uważa się, że owo "wpadanie" gazu to sposób, w jaki czarna dziura powiększa się.

W niektórych galaktykach, takich jak nasza Droga Mleczna, centralna czarna dziura jest spokojna. Zespół astronomów twierdzi, że czarne dziury mogą aktywować się bez zderzenia galaktyk - rzecz wcześniej uznawana za niemożliwą. Naukowcy wykorzystali dane pozyskane z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) i rentgenowskiego obserwatorium kosmicznego XMM-Newton Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

Do tej pory astronomowie sądzili, że aktywne jądro uruchamia się, kiedy dwie galaktyki przechodzą blisko siebie lub się łączą, a rozproszony materiał staje się paliwem dla centralnej czarnej dziury. Nowe badania, których wyniki mają zostać opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal, wskazują że niekoniecznie tak musi być w przypadku wielu aktywnych jąder galaktycznych (AGN).

Viola Allevato z Max-Planck-Institut für Plasmaphysik w Garching, Niemcy, wraz z kolegami przyjrzała się szczegółowo ponad 600 galaktykom w intensywnie badanym sektorze nieba. Znany jako pole Cosmos w równikowym gwiazdozbiorze Sekstantu, pokrywa obszar około 10 razy większy od Księżyca w pełni.

Obecność AGN wykryto za pomocą promieni rentgenowskich, emitowanych wokół czarnych dziur, wychwyconych przez obserwatorium kosmiczne XMM-Newton ESA. Jądra galaktyczne były następnie obserwowane za pomocą VLT ESO, który był w stanie zmierzyć odległości do galaktyk.

W połączeniu obserwacje umożliwiły zespołowi przygotowanie trójwymiarowej mapy z zaznaczonymi AGN. "Zabrało to ponad pięć lat, ale pozwoliło nam opracować jeden z największych i najbardziej kompletnych wykazów aktywnych galaktyk na niebie w zakresie rentgenowskim" - zauważa współautorka raportu, Marcella Brusa z Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik.

Następnie astronomowie wykorzystali nową mapę do sprawdzenia rozmieszczenia AGN i porównania go z przewidywaniami teoretycznymi. Ponadto, naukowcy byli w stanie zobaczyć, jak rozmieszczenie to zmieniało się wraz ze starzeniem się Wszechświata - od około 11 mld lat temu do dnia niemal dzisiejszego - i stwierdzić, że AGN występują głównie w galaktykach masywnych.

Wyniki były zaskakujące, ponieważ wydają się wykluczać odkształceniogenne połączenia galaktyk jako istotną przyczynę powstawania AGN - powszechnie przyjmowane do tej pory założenie. Jeżeli AGN byłyby skutkiem łączenia się lub bliskiego mijania się galaktyk, występowałyby w galaktykach o umiarkowanej masie. Jednakże stwierdzono, że większość AGN występuje w galaktykach o masie około 20 razy większej od wartości przewidywanej w teorii.

"Te nowe wyniki dostarczają nam nowej wiedzy o tym, jak supermasywne czarne dziury rozpoczynają swoje posiłki" - mówi Viola Allevato, naczelna autorka badań. "Wskazują, że czarne dziury są zazwyczaj zasilane przez procesy zachodzące wewnątrz galaktyki, takie jak niestabilność dysków czy wybuchy gwiazd, a nie przez zderzenia galaktyk."

Alexis Finoguenov z Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, który nadzorował badania, podsumowuje, że "nawet w odległej przeszłości, aż do niemal 11 mld lat temu, zderzenia galaktyk mogły odpowiadać za niewielki procent umiarkowanie jasnych, aktywnych galaktyk. W owym czasie galaktyki znajdowały się bliżej siebie, a zatem połączenia mogłyby zachodzić częściej niż w bliższej przeszłości, co sprawia, że nowe wyniki są tym bardziej zaskakujące."

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS, ESO

Referencje dokumentu: Allevato, V., et al. (2011) The XMM-Newton Wide field survey in the Cosmos field: redshift evolution of AGN bias and subdominant role of mergers in triggering moderate luminosity AGN at redshift up to 2.2, The Astrophysical Journal