Nowe badania dostarczają informacji na temat tego, w jaki sposób nadprzewodzące czarne dziury wpływają na dystrybucję substancji chemicznych wewnątrz galaktyk. Od dawna wiadomo, że nadprzewodzące czarne dziury mają znaczący wpływ na galaktyki wokół nich. Gdy te czarne dziury pobierają otaczającą masę, emitują jasne promieniowanie elektromagnetyczne, które może przewyższać jasność światła wszystkich gwiazd w ich galaktyce. Proces ten generuje również strumienie materii wyrywającej się z czarnej dziury prawie z prędkością światła. Te zjawiska tworzą razem to, co nazywane jest aktywnym jądrem galaktycznym (AGN).

AGN nagrzewa gaz i pył, wpychając substancję tworzącą gwiazdy z dala od regionu i potencjalnie ograniczając wzrost galaktyki. Jednak dystrybucja substancji chemicznych wewnątrz galaktyk, pod wpływem AGN i ich silników czarnych dziur, jest mniej zrozumiana.

W niedawno przeprowadzonym badaniu astronomowie wykorzystali Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), aby zbadać AGN galaktyki NGC 1068, znanej również jako Messier 77 lub „Galaktyka Kałamarnica”. Skupili się na analizie dystrybucji substancji chemicznych otaczających jasne centrum spiralnej galaktyki z poprzeczką. AGN w tej galaktyce jest otoczone gęstym pierścieniem pyłu, znanym jako dysk okołojądrowy, oraz obszarem intensywnego tworzenia gwiazd, znanym jako pierścień formowania gwiazd.

Korzystając z imponującej przestrzennej rozdzielczości ALMA i nowej techniki uczenia maszynowego, badacze zdołali zmapować dystrybucję 23 różnych cząsteczek wewnątrz galaktyki. Analizując absorpcję światła o charakterystycznych długościach fali przez te cząsteczki, zespół był w stanie zidentyfikować ich skład chemiczny.

Badacze odkryli, że izotopy cyjanku wodoru były skoncentrowane w centralnej części AGN, podczas gdy rodniki cyjanku znajdowały się zarówno w aktywnym centrum galaktyki, jak i w strumieniach wychodzących z nadprzewodzącej czarnej dziury. Jednak izotopy tlenku węgla, które są powszechne w galaktykach, były zauważalnie nieobecne w regionie centralnym.

Te odkrycia dostarczają jasnego dowodu na to, że nadprzewodzące czarne dziury nie tylko wpływają na ogólną strukturę galaktyk, ale także mają wpływ na ich skład chemiczny. Badanie ujawniło również niespodzianki, ponieważ zespół zauważył, że wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie AGN miało mniejszy wpływ na dystrybucję substancji chemicznych, niż się spodziewano.

Te badania mają ważne implikacje dla zrozumienia ewolucji galaktyk i podkreślają skuteczność stosowania analizy linii w badaniach chemicznych galaktyk.

Źródło: The Astrophysical Journal