Smrt tisíci řezy: Jak superhmotná černá díra pomalu „zabila“ mladou galaxii
Astronomové studovali galaxii z mladého vesmíru, ve které se překvapivě brzy přestaly rodit nové hvězdy. Pozorování vesmírného teleskopu Jamese Webba a radioteleskopu ALMA nyní odhalilo nenápadný, ale účinný mechanismus konce hvězdotvorby.
Čínský výraz „ling-čch’“, který by se dal přeložit jako „smrt tisíci řezy“, označuje děsivý způsob popravy vyhrazený pro zvlášť závažné zločince, který se praktikoval především ve středověké a novověké Číně. Odsouzenec byl při něm pomalu rozřezáván na kousky. Astronomové nedávno přirovnali tuto hrůznou praktiku k tomu, co ve velmi mladém vesmíru potkalo galaxii GS-10578, někdy též zvanou „Pablova galaxie“ po astronomovi, který ji jako první detailně pozoroval.
Žila rychle, zemřela mladá
Galaxie GS-10578 podle vědců existovala už tři miliardy let po Velkém třesku, přesto je překvapivě hmotná: její celková hmotnost odpovídá zhruba 200 miliardám sluncí. Velmi staré jsou i její hvězdy, většina z nich vznikla před 12,5 až 11,5 miliardami let. Pak se ale hvězdotvorba prakticky zastavila.
To je samo o sobě záhada. Galaxie v takto raném vesmíru obvykle měly k dispozici dostatek chladného plynu k bouřlivé tvorbě nových hvězd, GS-10578 ale tento plyn téměř úplně postrádá. Právě absence plynu a předčasně ukončená hvězdotvorba přivedla vědce na stopu viníka tohoto stavu – superhmotnou černou díru ve středu galaxie.
Spektroskopická měření vesmírného teleskopu Jamese Webba odhalila silné proudy neutrálního plynu, které jsou z okolí černé díry vyfukovány rychlostí okolo 400 kilometrů za sekundu. Každý rok tak Pablova galaxie přichází o plyn odpovídající hmotnosti zhruba 60 sluncí. Při tomto tempu mohla být veškerá zbývající zásoba vyčerpána už během 16 až 220 milionů let – v kosmickém měřítku extrémně rychle.
Usmrcena v rozpuku
Pablova galaxie podle vědců „nezemřela“ v důsledku jediné katastrofické události, například násilného sloučení s jinou galaxií. Její struktura dnes vypadá velmi klidně. Příčinou její „smrti“ bylo systematické ohřívání a bránění v přísunu galaktického plynu superhmotnou černou dírou. K úplnému „vypnutí“ tvorby hvězd podle vědců došlo zhruba před 400 miliony let. Černá díra je aktivní i dnes, což naznačuje, že její současná aktivita není přímou příčinou zániku galaxie.
Jako pravděpodobnější se jeví scénář, kdy černá díra zbavovala galaxii plynu v opakovaných epizodách, ještě dříve, než z něj mohly vzniknout nové hvězdy. Nádrž galaxie GS-10578 se tak vlastně nikdy pořádně nemohla naplnit. Ke „smrti“ galaxie tak evidentně není vždy potřeba kosmická katastrofa. Někdy stačí jí jen důsledně a opakovaně uzavírat přívod čerstvého paliva.
Objev také pomáhá vysvětlit, proč teleskop Jamese Webba v raném vesmíru nachází stále více masivních galaxií, které vypadají jako překvapivě staré a neaktivní. Ještě donedávna se s nimi v kosmologických modelech téměř nepočítalo. Ukazuje se však, že rychlý život a brzká smrt mohly být v mladém vesmíru běžnější, než jsme si mysleli a pomalé „vyhladovění“ způsobené černými dírami mohlo představovat klíčový mechanismus tohoto stavu.
